铒-钬基高性能低温磁制冷材料的研究

铒-钬基高性能低温磁制冷材料的研究

论文摘要

稀土基合金化合物在低温区具有较大的磁有序度变化等物性,在低温磁制冷方面具有重要的研究价值和广阔的应用前景。通过多种磁性和物性测量方法(如直流磁性、交流磁性、比热、粉末中子衍射技术),系统地研究了铒-钬-基合金化合物的磁性和磁热效应。研究发现:随着温度的升高, Ho12Co7材料呈现出多个磁熵变峰,虽然磁熵变峰值不是特别大,但是0~5 T磁场变化下其磁制冷能力高达554.9 J·kg-1,在低温区磁制冷应用中展现出了巨大的优势。进一步分析发现:通过自旋优化以及对材料进行复合的思路,最终获得了磁热效应更加优异的Er-Ho-Co复合磁制冷材料。在对稀土-镍材料体系的系列研究后,成功合成了目前在低温区具有巨大磁熵变的Er0.9Ho0.1Ni化合物, 0~5 T磁场变化下其磁熵变峰值高达34.0 J·kg-1K-1,磁熵变峰值和绝热温变峰值较母体材料分别提高了14.9%和21.9%。在交流磁化率以及变温中子衍射实验结果的基础上,对RNi系列材料的磁相变进行了严格论证,探明了上述材料性能得到大幅度提高的物理机制。

论文目录

  • 1 磁制冷技术的研究背景及概况
  •   1.1 低温磁制冷材料的研究概况
  •   1.2 低温磁制冷材料面临的问题
  • 2 Er-Ho-Co系列材料的磁性及磁热效应研究
  •   2.1 Er12-xHoxCo7系列材料的研究背景
  •   2.2 Er12Co7材料的结构、 磁性及磁热效应
  •   2.3 Ho12Co7材料的结构、 磁性及磁热效应
  •   2.4 Er12-xHoxCo7系列材料的磁相变
  •   2.5 Er12-xHoxCo7系列材料的磁热效应
  •   2.6 Er12-xHoxCo7系列复合材料的磁热效应
  • 3 Er-Ho-Ni系列材料的磁性及磁热效应
  •   3.1 Er1-xHoxNi材料的研究背景
  •   3.2 Er1-xHoxNi系列材料的晶体结构及渐变规律
  •   3.3 ErNi材料的磁结构及磁相变
  •   3.4 HoNi材料的磁结构及磁相变
  •   3.5 Er0.9Ho0.1Ni材料的磁结构及磁相变
  •   3.6 Er1-xHoxNi系列材料的磁相变
  •   3.7 Er1-xHoxNi系列材料的磁熵变
  •   3.8 Er1-xHoxNi系列材料的绝热温变
  •   3.9 Er1-xHoxNi系列材料的磁热效应分析
  • 4 小结与展望
  • 文章来源

    类型: 期刊论文

    作者: 邵苏杭,郑新奇,许家旺,杨淑娴,王守国,沈保根

    关键词: 磁热效应,磁制冷材料,稀土基合金化合物

    来源: 稀有金属 2019年11期

    年度: 2019

    分类: 工程科技Ⅰ辑,工程科技Ⅱ辑

    专业: 工业通用技术及设备

    单位: 北京科技大学材料科学与工程学院,中国科学院物理研究所磁学国家重点实验室

    基金: 科技部国家重点研发计划项目(2017YFB0702701),国家自然科学基金项目(51871019,11674008,51625101,51431009,51590881),中国科学院对外合作重点项目(112111KYSB20180013)资助

    分类号: TB64

    DOI: 10.13373/j.cnki.cjrm.xy19070041

    页码: 1142-1163

    总页数: 22

    文件大小: 12570K

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