發(fā)布時間：2017-08-02 16:31

  本文關(guān)鍵詞：Gd-Zn-Mn和Gd-Mn-Si合金的微結(jié)構(gòu)及磁熱效應(yīng)的研究

  更多相關(guān)文章： 磁熱效應(yīng) 磁制冷 磁工質(zhì) 磁熵變 居里溫度

【摘要】：磁制冷主要是通過磁工質(zhì)的磁熱效應(yīng)來實現(xiàn),與傳統(tǒng)氣體壓縮制冷方式相比,具有無污染、無噪音,是一種綠色制冷技術(shù),具有巨大的發(fā)展?jié)摿�。金屬Gd和Gd基二元合金在室溫附近具有較好的磁熱效應(yīng),但是遠(yuǎn)不能滿足室溫制冷技術(shù)的要求。本文針對GdMn、GdZn二元合金,利用真空熔煉制備了Gd70MnxZn30-x(x=3,5,7,9,11合金和Gd80MnxSi20-x(x=3,5,7,9,11)合金,主要開展了以下工作:1.利用Miedema模型計算了GdZn相,GdMn2相,Gd5Si3相的形成能,發(fā)現(xiàn)Gd5Si3相的形成能小于GdMn2相,GdMn2相的形成能小于GdZn相,說明Gd5Si3相最穩(wěn)定。2.本文研究了Gd70MnxZn30-x(x=3,5,7,9,11)合金的晶體結(jié)構(gòu)、居里溫度、磁熵變、Arrott曲線、絕熱溫變及顯微組織。實驗結(jié)果發(fā)現(xiàn),在Gd70MnxZn30-x(x=3,5,7,9,11)合金中,隨著Mn元素含量的增加,其居里溫度是先升高后趨于穩(wěn)定,磁熵變是先變大后趨于穩(wěn)定,絕熱溫變是先變小后變大。通過對Arrott曲線分析,可知其是二級相變材料。Mn元素的增加,可以細(xì)化GdZn晶粒,且錳元素還能延緩磁化強(qiáng)度的下降。3.在對Gd80MnxSi20-x(x=3,5,7,9,11)合金的晶體結(jié)構(gòu)、居里溫度、磁熵變、Arrott曲線、絕熱溫變及顯微組織的研究中,隨著Si含量的增加,其居里溫度先升高后趨于穩(wěn)定,磁熵變是先增大后降低。通過對其Arrott曲線的分析,可知樣品是二級相變材料。對M-T曲線的分析,Si元素會降低合金對溫度的敏感性,使其響應(yīng)能力變?nèi)�。綜上所言,本文通過Mn和Si分別部分替代Gd70Zn30和Gd80Mn20,發(fā)現(xiàn)其居里溫度都有所提高,且可以通過調(diào)節(jié)元素含量,改變其居里溫度是一種很有潛力的室溫磁制冷材料。
【關(guān)鍵詞】：磁熱效應(yīng) 磁制冷 磁工質(zhì) 磁熵變 居里溫度
【學(xué)位授予單位】：江西理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TG146.45
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第一章 緒論8-25
• 1.1 引言8
• 1.2 磁制冷的基本原理8-14
• 1.2.1 磁熱效應(yīng)原理8-9
• 1.2.2 磁熱效應(yīng)的熱力學(xué)表述9-13
• 1.2.3 磁制冷能力13-14
• 1.3 磁制冷材料的研究現(xiàn)狀14-24
• 1.3.1 稀土化合物類14-18
• 1.3.2 過渡族金屬類18-20
• 1.3.3 鈣鈦礦結(jié)構(gòu)類20-21
• 1.3.4 鐵磁性的基本原理21
• 1.3.5 磁制冷材料的制備方法21-23
• 1.3.6 磁制冷材料的選用原則23-24
• 1.4 本論文的研究意義及主要內(nèi)容24-25
• 1.4.1 研究意義24
• 1.4.2 研究的主要內(nèi)容24-25
• 第二章 實驗內(nèi)容25-29
• 2.1 樣品的制備25-27
• 2.1.1 樣品的制備方法25
• 2.1.2 樣品的制備設(shè)備25-27
• 2.2 樣品的測量27-29
• 2.2.1 M-T曲線與M-H曲線27
• 2.2.2 物相結(jié)構(gòu)分析27
• 2.2.3 組織形貌與成分分析27
• 2.2.4 絕熱溫變分析27-29
• 第三章 熱力學(xué)計算29-34
• 3.1 計算模型和方法29-31
• 3.1.1 Miedema模型29-30
• 3.1.2 A_mB_n（s）相的形成能計算30-31
• 3.2 計算結(jié)果31-33
• 3.3 小結(jié)33-34
• 第四章 Mn元素的替代對Gd_(70)Zn_(30)合金結(jié)構(gòu)與磁熱性質(zhì)的影響34-47
• 4.1 Gd_(70)Zn_(30-x)Mn_x的物相結(jié)構(gòu)分析35
• 4.2 Gd_(70)Mn_xZn_(30-x)的微觀組織分析35-38
• 4.2.1 Gd_(70)Mn_xZn_(30-x)合金金相分析35-37
• 4.2.2 Gd_(70)Mn_xZn_(30-x)合金掃描電鏡分析37-38
• 4.3 Gd_(70)Mn_xZn_(30-x)的磁性及磁熱效應(yīng)分析38-46
• 4.3.1 Gd_(70)Mn_xZn_(30-x)的居里溫度分析38-41
• 4.3.2 Gd_(70)Mn_xZn_(30-x)的磁化強(qiáng)度分析41-42
• 4.3.3 Gd_(70)Mn_xZn_(30-x)的Arrott曲線分析42-44
• 4.3.4 Gd_(70)Mn_xZn_(30-x)的磁熵變曲線和絕熱溫變曲線分析44-46
• 4.4 小結(jié)46-47
• 第五章 Si元素部分替代對Gd_(80)Mn20合金結(jié)構(gòu)及磁熱性質(zhì)的影響47-58
• 5.1 Gd_(80)Mn_(20-x)Si_x的物相分析48
• 5.2 Gd_(80)Mn_(20-x)Si_x的顯微組織的分析48-51
• 5.2.1 Gd_(80)Mn_xSi_(20-x)合金金相分析48-50
• 5.2.2 Gd_(80)Mn_xSi_(20-x)合金掃描電鏡分析50-51
• 5.3 Gd_(80)Si_xMn_(20-x)的磁性及磁熱效應(yīng)分析51-57
• 5.3.1 Gd_(80)Si_xMn_(20-x)的居里溫度分析51-53
• 5.3.2 Gd_(80)Si_xMn_(20-x)磁化強(qiáng)度的分析53-54
• 5.3.3 Gd_(80)Mn_(20-x)Si_x的Arrott曲線分析54-56
• 5.3.4 Gd_(80)Si_xMn_(20-x)的磁性及磁熱效應(yīng)分析56-57
• 5.4 小結(jié)57-58
• 第六章 結(jié)論58-59
• 參考文獻(xiàn)59-64
• 致謝64-65
• 攻讀學(xué)位期間的研究成果65-66

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1 金培育;黃焦宏;劉翠蘭;郭鋒;劉金榮;邱巨峰;閆宏偉;;室溫磁熱效應(yīng)直接測量儀的研制[J];稀土;2007年06期

2 李卓棠，，吳佩芳;稀土材料的磁熱效應(yīng)及其應(yīng)用[J];化學(xué)進(jìn)展;1995年02期

3 程寶杰;;包頭稀土院“磁熱效應(yīng)直接測量儀的研制”課題通過鑒定[J];稀土信息;2006年12期

4 金培育;黃焦宏;郭鋒;劉金榮;邱巨峰;閆宏偉;;室溫磁熱效應(yīng)直接測量儀的誤差分析[J];稀土;2005年06期

5 肖素芬,陳云貴,王保木,薛勤秀,楊濤,郝春,付浩,涂銘旌;幾種室溫磁致冷材料磁熱效應(yīng)的比較[J];中國稀土學(xué)報;2003年04期

6 侯雪玲;胡星浩;汪學(xué)真;曾智;徐暉;周邦新;;低磁場下獲得巨磁熱效應(yīng)的GdSiGeZn合金[J];上海大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2010年01期

7 王志強(qiáng);顏世宏;李宗安;于敦波;陳博雨;趙斌;;以低純度釓研究Gd_5Si_2Ge_2的磁熱效應(yīng)及制備工藝[J];稀有金屬;2007年02期

8 李福安;松林;王高峰;特古斯;;P元素的替代對LaFe_(11.4)Si_(1.6)的磁熱效應(yīng)影響[J];稀土;2014年01期

9 金培育,黃焦宏,劉金榮,邱巨峰,徐來自,李如春,黃繼民,王貴,王正德,張澤玉;Dy對Gd磁熱效應(yīng)的影響[J];稀土;2001年06期

10 洪波,徐來自,任慧平;Mn_5 Ge_(3-x)R_x系列合金在低磁場下的磁熱效應(yīng)[J];上海金屬;2005年01期

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1 鄒君鼎;沈保根;高博;沈俊;孫繼榮;李衛(wèi);朱明剛;閆阿儒;;一級相變區(qū)域的磁熱效應(yīng)研究[A];全國磁熱效應(yīng)材料和磁制冷技術(shù)學(xué)術(shù)研討會論文集[C];2009年

2 ;全國磁熱效應(yīng)材料和磁制冷技術(shù)學(xué)術(shù)研討會組織機(jī)構(gòu)[A];全國磁熱效應(yīng)材料和磁制冷技術(shù)學(xué)術(shù)研討會論文集[C];2009年

3 特古斯;松林;;錳基一級相變磁熱效應(yīng)材料研究[A];全國磁熱效應(yīng)材料和磁制冷技術(shù)學(xué)術(shù)研討會論文集[C];2009年

4 曾宏;牛培利;岳明;張久興;;不同尺度下金屬釓的磁熱效應(yīng)研究[A];第五屆中國功能材料及其應(yīng)用學(xué)術(shù)會議論文集Ⅰ[C];2004年

5 李f:;郭盛;張志東;;FeGe的磁相變及室溫磁熱效應(yīng)[A];全國磁熱效應(yīng)材料和磁制冷技術(shù)學(xué)術(shù)研討會論文集[C];2009年

6 陳靜;沈保根;董巧燕;孫繼榮;;RGa的磁熱效應(yīng)研究[A];全國磁熱效應(yīng)材料和磁制冷技術(shù)學(xué)術(shù)研討會論文集[C];2009年

7 楊雁;龍臘生;;Ln-Mn一維鏈結(jié)構(gòu)及其磁熱效應(yīng)的研究[A];中國化學(xué)會第29屆學(xué)術(shù)年會摘要集——第06分會：稀土材料化學(xué)及應(yīng)用[C];2014年

8 郭富盛;冷際東;童明良;;具有大的磁熱效應(yīng)的乙酸釓類配合物[A];中國化學(xué)會第28屆學(xué)術(shù)年會第8分會場摘要集[C];2012年

9 岳明;李志強(qiáng);劉緒波;Zaven Altounian;劉丹敏;張久興;;塊狀MnFePGe化合物制備及其結(jié)構(gòu)與磁熱效應(yīng)[A];全國磁熱效應(yīng)材料和磁制冷技術(shù)學(xué)術(shù)研討會論文集[C];2009年

10 張虎;龍毅;鮑博;Karl A.Gschneidner;Vitalij K.Pecharsky;;鑄態(tài)LaFe_(11.5)Si_(1.5)B_(1.0)的相形成和磁熱效應(yīng)[A];全國磁熱效應(yīng)材料和磁制冷技術(shù)學(xué)術(shù)研討會論文集[C];2009年

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1 毛乾輝;鉈基3d金屬硫族化合物的超導(dǎo)電性、磁性和磁熱效應(yīng)研究[D];浙江大學(xué);2016年

2 莫兆軍;中、低溫區(qū)磁熱效應(yīng)材料的研究[D];河北工業(yè)大學(xué);2014年

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5 陳遠(yuǎn)富;室溫磁致冷GdSiGe系合金的磁熱效應(yīng)、磁相變及其機(jī)制研究[D];四川大學(xué);2001年

6 侯雪玲;低磁場下合金元素Zn對Gd_5Si_2Ge_2相變行為和磁熱效應(yīng)影響的研究[D];上海大學(xué);2009年

7 邵銘杰;鈣鈦礦Ho（Fe/Mn）O_3的單晶生長及磁熱效應(yīng)研究[D];上海大學(xué);2012年

8 沈俊;NaZn_（13）型和Ce_6Ni_2Si_3型稀土—過渡族化合物及尖晶石結(jié)構(gòu)CdCr_2S_4的磁性和磁熱效應(yīng)[D];河北工業(yè)大學(xué);2009年

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1 夏海亮;鈣鈦礦結(jié)構(gòu)CaFe_(0.7)CO_(0.3)O_3與SrFe_(0.8)Co_(0.2)O_3磁熱效應(yīng)研究[D];上海師范大學(xué);2015年

2 鄧沅;LaFeCoSi系列材料磁熱效應(yīng)的研究[D];河北工業(yè)大學(xué);2015年

3 劉宏萱;Gd-Zn-Mn和Gd-Mn-Si合金的微結(jié)構(gòu)及磁熱效應(yīng)的研究[D];江西理工大學(xué);2016年

4 張偉;磁制冷材料的磁熱性能與磁熱效應(yīng)測量方法的研究[D];內(nèi)蒙古師范大學(xué);2013年

5 吳文彬;元素替代和摻雜對Mn(Fe,Co)Ge基合金的磁性與磁熱效應(yīng)的影響[D];內(nèi)蒙古師范大學(xué);2015年

6 黃蒼碧;Gd和Gd系合金的磁熱效應(yīng)及組織分析[D];四川大學(xué);2003年

7 翟路路;MnCoGe基合金的磁性和磁熱效應(yīng)[D];內(nèi)蒙古師范大學(xué);2012年

8 林劍花;CoMnSb Half-Heusler合金的室溫磁熱效應(yīng)[D];福建師范大學(xué);2013年

9 畢力格;一級相變磁熱效應(yīng)材料與熱磁發(fā)電研究[D];內(nèi)蒙古師范大學(xué);2011年

10 范文迪;磁熱效應(yīng)測量儀的研制與高溫高壓下燒結(jié)MnFePSi化合物的磁性研究[D];內(nèi)蒙古師范大學(xué);2014年

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