磁熱效應(yīng)是指磁性材料在外磁場的變化下吸放熱的現(xiàn)象。通常地,對于自旋與晶格相耦合的材料,由于其鐵性序參量與晶格強關(guān)聯(lián)在一起,因此外場的變化不僅會引起其鐵性序參量有序度的變化,而且會引起其晶格對稱性的改變并帶來巨熱效應(yīng)。由于相變過程晶胞體積會發(fā)生改變,因此壓力（如單軸應(yīng)力或者靜水壓力）也可以驅(qū)動相變。多場驅(qū)動熱效應(yīng)即多卡效應(yīng)有望解決固體制冷現(xiàn)階段面臨的諸多問題,如制冷溫區(qū)窄、熵變峰值低、滯后損耗大等,因此成為當(dāng)下的研究熱點。Ni-Mn-In變磁形狀記憶合金在其馬氏體相變過程中會展現(xiàn)出多種重要的功能屬性,例如逆磁熱效應(yīng)、變磁形狀記憶效應(yīng)、磁超彈性以及巨磁阻效應(yīng),因而備受研究者們的關(guān)注。本文選取具有磁-結(jié)構(gòu)特征的變磁Heusler合金Ni-Mn-In以及六角MM’X（M,M’:過渡族元素;X:主族元素）體系為研究對象,通過電弧熔煉、高溫淬火工藝流程制備樣品。通過磁測量、熱測量、變溫XRD測量以及靜水壓下的磁性測量等方法,研究了磁場和靜水壓力下其馬氏體相變過程中磁性質(zhì)和熱性質(zhì)。取得的主要成果如下:1.理論研究表明,多場驅(qū)動的鐵材料在相變過程中的熱效應(yīng)并不是單純的各項單卡效應(yīng)的總和,其中交叉耦合相... 

【文章來源】：中國科學(xué)院大學(xué)(中國科學(xué)院物理研究所)北京市

【文章頁數(shù)】：131 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

氣體壓縮制冷循環(huán)示意圖

用以取代傳統(tǒng)的蒸汽壓縮制冷。體壓縮制冷過程我們以分子熱運動有序度的改變引起熵的變化為例，揭的氣體壓縮制冷循環(huán)機理。同樣，固體材料中包含的任何有序的改變都效應(yīng)。固體制冷材料中，根據(jù)有序度的不同，可以分為磁熱效netocaloric effect，MCE，磁矩有序度的改變導(dǎo)致的熱效應(yīng))、電熱效trocaloric effect，ECE，電偶極矩有序度的改變導(dǎo)致的熱效應(yīng)) 和機械熱echanocaloric effect，mCE，晶格有序度的改變導(dǎo)致的熱效應(yīng))。同時機械根據(jù)驅(qū)動場的不同分為彈熱效應(yīng)[4](elastocaloric effect，eCE，單軸應(yīng)力效應(yīng)) 和壓熱效應(yīng)[5](barocaloric effect，BCE，各向同性壓力驅(qū)動的熱效種固體熱效應(yīng)原理與傳統(tǒng)的氣體壓縮制冷原理一致，都是物質(zhì)有序度在生改變導(dǎo)致的熱現(xiàn)象。其熱效應(yīng)原理如圖 1.2 所示，磁矩、電偶極矩、參量在磁場、電場和機械力場的作用下，有序的改變導(dǎo)致熵的變化并伴。

第 1 章 緒論稀土元素 Gd76 年，G. V. Brown 報道了稀土元素 Gd 在室溫附近的磁熱效應(yīng)[1]，并元素 Gd 在室溫附近的磁制冷應(yīng)用要比過渡族金屬更有效。圖 1.3 展示 T 磁場變化下的絕熱溫變隨測試溫度的變化曲線，從中可以看出在 G度附近 (293 K)，其絕熱溫變可以達(dá)到 14 K。通過對稀土元素 Gd 中磁研究表明，選擇恰當(dāng)?shù)牟牧峡梢栽谑覝馗浇鼘崿F(xiàn)磁熱效應(yīng)的實際應(yīng)用


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