不同工艺和原料对Mn1.2Fe0.8P0.48Si0.52化合物磁热效应的影响
La1-xPrx(Fe0.862Al0.138)13(x=0、0.1、0.2、0.3)化合物的磁热效应研究
２ 实 验
将纯度 高 于 ９ ． （ 量 分数 ） ９９ 质 的原 料 按 名 义 成
分 Ｌ １ Ｐ ｅｌ０Ａ１７ （ ＝ ０ ０ １ ０ ２ ０ ３ 配 比 ａ ｒＦ １２ １９ １ ＿６ ｌ４ ｚ 、 ． 、． 、． ）
图 ２给 出 了 Ｌ ｌ Ｐ ｅ１０Ａｌ７ （ ａ… ｒＦ ｌ２ １９ ｚ一 ０ ０ １ ＿６ ．４ 、． 、
０ ２ ０ ３ 化合物 的背散 射 照片 。照片 中的灰 色基 体 即 ． 、． ）
为 １： ３相 ， 色 部 分 为 富 稀 土 相 。从 背 合 物 中存 在 着 从 铁 磁 态 到 ＿ ２ 在 ａ ｅ。 … 反铁磁 态 的一级磁 性 转 变【 并且 该 磁性 转 变 在一 个 ｌ 】 ，
１ 引 言
近 年 来 ， Ｚ 型 立 方 结 构 Ｌ Ｆ １ ｘ １ ０ ≤ ｚ Ｎａ ｎ。 ａ ｅ － Ａ１（ ． ４ ３
图１
的 Ｘ Ｄ 图谱 Ｒ
化 合 物
≤ ７ ０ ） 合 物 由于其 具有 较 大 的磁 熵 变和 多 种磁 性 ．２ 化 状 态而备 受 关 注 ［ １ 。随 着 Ｆ ｅ含 量 的增 加 ， 合 磁 复 性 、 磁性 、 铁 反铁 磁性 、 磁性 在 Ｌ Ｆ ＡＬ（ ． ４ 顺 ａｅ １ ０ ≤
较 小 的 温 区 内 完 成 。 另 一 方 面 ， 已 进 行 的 Ｌ — ｅＳ 在 ａＦ －ｉ
同样 没有 发现 ａＦ － ｅ相 ， 也 印证 了我 们对 于 Ｘ Ｄ 图 这 Ｒ 谱分 析 的正确性 ， 同样 也 保 证 了进 行 实 验样 品成 相 良
好。 在外 磁 场 为 ３ ９ ． ８× １ ／ 的 条 件 下 ， Ｌ １ ０Ａ ｍ 对 ａ一
(1∶1,5∶3)型Mn基磁制冷材料的磁性与磁热效应的开题报告
(1∶1，5∶3)型Mn基磁制冷材料的磁性与磁热效应的开题报告一、选题背景和意义随着能源问题和环境污染等问题的不断加剧，磁制冷作为一种清洁、高效、节能的新型制冷技术备受关注。
磁制冷的核心是磁热效应，即通过外界磁场对磁性材料进行磁场变化，使磁性材料发生磁热变化，从而实现温度变化。
Mn基磁制冷材料作为磁热效应应用的热点之一，具有较高的磁场敏感度和较大的短时热稳定性，因此备受关注。
本文选取Mn基磁制冷材料中常用的(1∶1，5∶3)两种比例组成的合金，研究其磁性能和磁热效应，分析其制冷性能和应用前景，探寻Mn基磁制冷材料在制冷领域中的潜力。
二、研究目的1. 研究(1∶1，5∶3)型Mn基磁制冷材料的磁性能，包括磁化强度、居里温度、磁化曲线等指标的测试和分析。
2. 研究(1∶1，5∶3)型Mn基磁制冷材料的磁热效应特性，包括磁热效应系数、最大热吸收等指标的测试和分析。
3. 分析(1∶1，5∶3)型Mn基磁制冷材料的制冷性能和应用前景，探讨其潜力和发展方向。
三、研究方法和步骤1. 实验方法(1) 制备样品：采用真空感应熔炼法制备(1∶1，5∶3)型Mn基磁制冷材料。
(2) 磁性测试：使用磁滞回线仪测定样品的磁化曲线及磁化强度；使用磁化率计测定样品的居里温度和饱和磁化强度。
(3) 磁热效应测试：采用差示扫描量热法测定样品在不同外磁场下的热吸收和热释放数据，并计算其磁热效应系数。
2. 步骤(1) 制备(1∶1，5∶3)型Mn基磁制冷材料样品。
(2) 分别使用磁滞回线仪和磁化率计测试样品的磁化强度、居里温度和饱和磁化强度。
(3) 采用差示扫描量热法测定样品在不同外磁场下的热吸收和热释放数据，并计算其磁热效应系数。
(4) 分析磁性能、磁热效应和制冷性能，探讨其应用前景和发展方向。
四、预期成果和意义通过研究(1∶1，5∶3)型Mn基磁制冷材料的磁性能和磁热效应特性，分析其制冷性能和应用前景，本研究将为Mn基磁制冷材料的进一步研究和应用提供理论和实验基础。
Mn_(1.3)Fe_(0.7-x)V_xP_(0.45)Si_(0.55)系列化合物的磁热效应
第 ４ 卷 第 ４ １ 期
２１ ０ ２年 ７月
内 蒙古 师 范 大 学 学报 （ 自然 科 学汉 文 版 ）
Ｊ ｕ ｎ ｌｏ ｎ ｅ ｏ ｇ ｌ ｒ ｌＵｎｖ ｒ ｉ （ ｔ ｒ ｌＳ ｉｎ ｅ Ｅ ｉ ｏ ） ｏ ｒ ａ ｆＩ ｎ ｒ Ｍ ｎ ｏ ｉ Ｎｏ ｍａ ｉ ｅ ｓｔ Ｎａ ｕ ａ ｃｅ ｃ ｄ ｔ ｎ ａ ｙ ｉ
Ｖｏ ． １ Ｎｏ ４ １４ ． Ｊ ｌ Ｏ ２ ｕｙ２ １
Ｍｎ． ｅ． ｚ ５ ｉ 系列化 合物 的磁 热效 应 １ Ｏ一 Ｐ ５ ３ ７ Ｖｚ Ｆ Ｓ
刘 雨 江 ， 遥 祥 ，特 古 斯 ，哈 斯 朝鲁 ，宋 志 强 ，海 山 ， 耿 利 胜
（ 内蒙 古 师 范 大 学 内蒙 古 自治 区功 能 材 料 物 理 与 化 学重 点 实验 室 ． 蒙古 呼 和 浩 特 ０ ０ ２ ） 内 １ ０ ２
摘 要 ： 道 了 用 Ｖ 替 代 Ｆ 后 ， 级 相变 材 料 Ｍｍ． ｅ， Ｖ Ｐ ｔＳ¨ｓ ｚ 报 ｅ 一 ｏ … 。ｓ ｉ （ 一０ ０ ０ ，． ， ．５ 的 结 构 、 Ｆ ，． ５ ０ １ ０ １ ） 磁
性 和磁 热 效 应 ． Ｒ 的 结 果 表 明 ， 系 列 化 合 物 均 形 成 Ｆ 。 Ｘ Ｄ 该 ｅＰ型六 角 结 构 ， 间 群 为 Ｐ６ ｍ；随 着 Ｖ 含 量 的 增 加 。 空 －２
Si-Fe-RE（RE=La，Ce，Pr，Nd）物相及磁性的研究进展
文章编号：2095-6835（2023）22-0008-06Si-Fe-RE（RE=La，Ce，Pr，Nd）物相及磁性的研究进展＊陈媛媛1，李升2，梁柳青1，蓝金凤1，李德贵1（1.百色学院材料科学与工程学院，广西百色533000；2.桂林理工大学材料科学与工程学院，广西桂林541004）摘要：Si-Fe-RE（RE=La，Ce，Pr，Nd）体系合金导电性能好、抗腐蚀性强、热稳定性高、加工性能好，特别是其磁制冷应用具有绿色环保且节能等优点，因而受到研究者的青睐。
以具有优良磁致冷性能的Si-Fe-RE体系合金为研究对象，分别对Si-Fe-La、Si-Fe-Ce、Si-Fe-Pr、Si-Fe-Nd等体系的新型合金物相、相关合金磁性能进行了分析，并探讨了元素掺杂对Si-Fe-RE系磁性合金的影响。
关键词：Si-Fe-稀土合金；磁性材料；磁制冷；磁性能中图分类号：TG113文献标志码：A DOI：10.15913/ki.kjycx.2023.22.003制冷技术在人们日常生活和生产中发挥着越来越重要的作用，其发展关系到各个重要行业和领域发展，如空调、冰箱、精密电子仪器、医疗卫生事业、航空航天技术等[1]。
当前，制冷技术主要是通过气体的压缩和膨胀实现，制冷剂主要为氟利昂等会对臭氧层造成严重破坏并导致温室效应的气体。
正因为氟利昂等物质会严重影响人类的生存环境，世界各国从2010年开始便逐渐禁止氟利昂等物质投入生产和使用，并开始找寻新的制冷剂。
当前所研制的氟利昂替代品在一定程度上仍存在着不足，如生产成本高、制冷效率低、能量损耗大等。
过去的几十年里，半导体制冷、涡流制冷、磁制冷、激光制冷及化学吸附制冷等新型的制冷技术不断涌现，其中磁制冷技术具有高效、节能、无污染等优点，而促进磁制冷技术得以发展的关键是具有磁热效应的磁制冷材料。
磁制冷技术目前被研究者们视为最有可能取代传统制冷的新型制冷技术之一[2]，因此对新型磁致冷材料的研究成为科技工作者、企业家关注的重点。
工艺与微量元素对NdFeB性能的影响
工艺与微量元素对NdFeB性能的影响发布日期：2013-11-05 浏览次数：161核心提示：高性能钕铁硼磁体烧结钕铁硼磁体显微组织硬磁性能晶粒尺寸高矫顽力工艺添加微量元素磁能积永磁材料稀土永磁磁畴结构磁体矫顽力合金主相应用温度烧结磁体永磁材料已成为现代科学技术，如计算机技术、信息技术、航空航天技术、通讯技术、交通运输技术、办公自动化技术、家电技术与人体健康和保健等的重要物质基础。
现在常用的永磁材料主要有铁氧体、铝镍钴及稀土永磁。
稀土永磁材料包括钐钴及钕铁硼等，其中钕铁硼具有创记录的高剩磁、高矫顽力和高磁能积，称为新一代稀土永磁或第三代稀土永磁。
钕铁硼磁体按其制备工艺可分为烧结钕铁硼磁体、粘结钕铁硼磁体和热变形钕铁硼磁体。
烧结钕铁硼磁体的磁能积高，目前国际实验室研究水平已达到444kJ/m<'3>(55.8MGOe)，工业生产已达到414 kJ/m<'3>(52MGOe)，但是我国的多数钕铁硼生产企业，由于生产设备陈旧，工艺技术落后，致使产品性能低(磁能积一般在278-320kJ/m<'3>(35-40M GOe)左右)，并且性能的稳定性和一致性差，一直不能进入钕铁硼磁体的主流应用领域。
烧结钕铁硼永磁材料以其高磁能积、低成本和良好的加工性能而获得了迅速的推广应用。
随着其应用领域的扩大，对其综合性能的要求也越来越高，特别是钕铁硼永磁电机应用环境的要求越来越苛刻，对高耐热性烧结钕铁硼磁体的需求也越来越强烈。
高矫顽力烧结磁体，如果配合低的温度系数，就可以使钕铁硼磁体在较高的温度下使用，特别是能在200℃以上温度使用的烧结钕铁硼磁体，其应用范围将越来越广阔。
这是因为尽管Sm-Co系磁体能在300℃以上温度工作，但由于需要添加大量的战略元素Co，价格昂贵。
因此在200～300℃这个温度范围内，烧结钕铁硼磁体具有很大的优势。
首先是其磁性能高，一般其最大磁能积都大于30MG0e，而Sm-Co磁体的磁能积要低得多。
磁性材料磁热效应的研究
文章编号:1001-9731(200101-0032-02磁性材料磁热效应的研究Ξ高小玫,周寿增,张茂才,高学绪,王润(北京科技大学新金属国家重点实验室,材料科学与工程学院,北京100083摘要:设计组装了一种冰量热计法磁致热效应测量仪,它可用于测量工频交变场下铁磁样品磁致热的绝对量。
从磁热测量的结果,得到了一些单一铁磁样品和磁-良导体复合样品的磁致热效应实验规律。
关键词:磁热效应;磁热功率;磁热测量中图分类号:TM27文献标识码:A1引言物质存在两类磁热效应。
第一类是物质原子磁矩有序与无序转变过程的磁热效应,称磁卡效应[1]。
第二类是铁磁性或亚铁磁性材料在交变磁场中磁化引起的磁致热效应,通常称磁损耗。
它包括磁滞损耗P h ,涡流损耗P e 和反常损耗P c 。
在低频低磁场下,以P h 和P e 为主,P c 很小[2]。
磁卡效应已用于获得低温[3]。
对于软磁材料来说要求磁损耗越小越好。
自80年代初以来已提出[4,5]将磁性材料的磁致热效应用于高压输电线防覆冰,为此要求其有大的磁致热效应。
高压输电线在结冰气候条件下,覆冰可达15~19kg/m ,引起倒杆、断线的断电事故,造成巨大经济损失。
我国是高压线覆冰灾害严重的国家之一。
利用低居里点(0~20℃磁性材料的磁致热效应是高压线防覆冰的有效方法之一。
如何测定磁性材料的磁致热效应,如何提高磁致热功率是迄今未解决的问题。
本文设计组装了测量磁致热效应的测量仪,测量了若干种磁性材料在工频交变磁场下的磁致热功率,探讨了提高磁致热效应的途径。
2实验方法2.1磁致热效应测量仪与方法磁致热效应测量仪的原理示于图1(a 。
它由螺线管、杜瓦瓶、冰量热计等组成。
冰量热计的结构示于图1(b 。
图1磁致热功率测量仪组成(a 和冰量热计(bFig 1Schematic representation of magneto -calorific measurement(a and ice calorirneter (b实验前将冰量热计和冰块一同放入杜瓦瓶内,然后将液氮倒入冰量热计内管,使其外壁形成冰层。
磁制冷研究现状
磁制冷材料研究进展姓名：王永莉单位：有色院磁制冷材料研究进展摘要：1989等[1]。
,制制冷剂,1881过改变顺磁材料的磁化强度导致可逆温度变化。
1926年Debye，1927年Giuque两位科学家分别从理论上推导出可以利用绝热去磁制冷的结论后，极大地促进了磁制冷的发展。
1933年Giauque等人以顺磁盐Gd2(SO4)3·8H2O为工质成功获得了1K以下的超低温，从此，在超低温范围内，磁制冷发挥了很大的作用，一直到现在这种超低温磁制冷技术已经很成熟。
随着磁制冷技术的迅速发展，其研究工作也逐步从低温向高温发展。
1976年，美国NASA Lewis和首先采用金属Gd为磁制冷介质，采用Stiring循环，在7T磁场下进行了室温磁制冷试验，开创了室温磁制冷的新纪元，人们开始转向寻找高性能的室温磁致冷材料的研究[3]。
3 磁制冷原理3.1 磁熵理论磁致冷是利用磁性材料的磁熵变化过程中吸热和放出热的制冷方式。
从热力学观点看，磁致冷物质由自旋体系、晶格体系和传导电子体系组成，它们除了各自具有的热运动以外，各体系间还存在着种种相互作用，并且进行着热交换。
当磁性工质达到热平衡状态时，各体系的温度都等于磁性工质的温度。
磁性工质的熵为磁熵、晶格熵和电子熵的总和。
在不考虑压力影响的情况下，磁性材[4]C H将（dS =(i)(ii)dS = (?M/?T)H dH (8)(iii)等磁场条件下，dH = 0dS =（C H/T)dT (9)如能通过实验测得M(T,H)和C H(H,T)，则根据方程可确定ΔT及ΔS M。
3.2 磁制冷循环的原理磁致冷循环的制冷循环如图1所示。
磁致冷材料的磁矩在无外加磁场情况下处于无序状态，磁熵较大；当磁致冷材料绝热磁化时，磁矩在磁场作用下与外磁场平行，磁有序度增加，磁熵值降低，向外界放出热量(类似于气体压缩放热的情形)；相反，当磁致冷材料绝热去磁时，材料的磁矩由于原子或离子的热运动又回复到随机排列的状态，磁有序度降低，磁熵增加，材料从外界吸收热量，使外界温度降低(类似于气体膨胀吸热的情形)；不断重复上面的循环，就可实现制冷目的。
La0.8Ce0.2Fe11.1-xCo0.8Si1.1Bx磁热效应的研究
料． 徐超 、 国栋等 人为 了进一 步提高 该化 合物 的磁 热效 应 ， 用 以少量 Ｃ 替代 Ｌ 李 采 ｅ ａ的方 法 ， 使化 合物
获 得 了巨磁 热效应 。． 胡凤 霞等 人和 Ｘ ｏＬｕ等 人 以及我 们课 题组 为 了提 高该 化 合物 的居 里温 度 ， ｕＢ ｉ 用 少量 的 Ｃ ｏ取代 了 Ｆ 使 其居 里温度 有 了显著 提 升。 ， 同 时其磁 热效应 热却 降低 了． ｅ 但 介于 黄焦 宏 ，
收 稿 日期 ：０ ７１—７ ２ ０．２１
基金项 目： 国家 自然科学基金资助项 目（０ ６ ０ ３ ５１４０）
作 者 简 介 ： 涛 （ ９０ ） 男 ， 南 原 阳 人 ，０ ５级 硕 士 研 究 生 ． 尚 １８￣ ， 河 ２０
≤ １ ６ 时 Ｌ Ｆ １ ． ｉ存 在一 级相 变和强 烈 的磁 晶耦 合 作用 ， 居里 温度 以上 发生 由磁场 诱导 的从 泡 ． ） ａ ｅ３ｒ －Ｓ 在 利 顺磁 态 （ Ｍ ） Ｐ 向巡 游 电子铁 磁态 （ Ｍ ） Ｆ 的变 磁转 变 （Ｅ Ｉ ＭＴ） 同时还 伴 随有 巨大 的 品格 负膨 胀 ， ， 因而 化 合物Ｌ Ｆ １ ｘ ｉ １ ２ ≤ １ ６ 具有 大 的磁热 效应 印 这 使其 成为 一种很 有应 用潜 力 的磁制 冷材 ａ ｅ －Ｓ （ ． ≤ｚ ． ） ３ ，
０ ６ 的 结 构 和 磁性 特 征 进 行 分 析 ， 现 Ｂ元 素 的 添 加 不 仅 有 利 于 该 化 合 物 形 成 单 相 Ｎ Ｚ 型 ．） 发 ａ ｎ。 晶 体 结 构 ， 随 Ｂ含 量 的 增 加 样 品 居 里 温 度 由ｚ ． 且 一０ ３的 ２ ８Ｋ 增 加 到 ｚ ． ２ ６Ｋ， 时 最 ７ 一０ ６的 ８ 同 大 磁 熵 变 Ｉ Ｓ （ Ｉ 随 之 增 大 ， Ｏ １ ５Ｔ 的磁 场 下 由 ｚ ． Ａ Ｍ 丁）也 在 ～ ． 一０ ３的 ６ ３ ４Ｊｋ Ｋ 增 加 到 Ｘ ． ６ ／ｇ・
功能材料-磁性材料课件
第三章 磁性材料－§3.1 软磁材料
3、高斯织构硅钢片
结构特点：
➢ 易磁化方向[100]与轧制方向平行 ➢ 难磁化方向[111]与轧制方向成55角
轧 [100] 制 方 向
55
[111] [110]
➢ 中等磁化方向[110]与轧制方向成90角
横向
高斯织构硅钢片具有磁各向异性，沿[100](轧制方向)磁性能最佳。
3、主要用途
直流磁场下工作的磁性元件，如电磁铁和继电器的铁芯。
第三章 磁性材料－§3.1 软磁材料
电工用硅钢片
在纯铁中加入1.04.0%Si的铁碳硅合金。 Si的加入，提高了电阻率，从而减少涡流损耗。
1、电工用硅钢片的种类
硅钢片按生产方法、结晶织构和磁性能的分类：
电工用硅钢片
热轧非织构（无取向）硅钢片 冷轧非织构（无取向）硅钢片 冷轧高斯织构（单取向）硅钢片 冷轧立方织构（双取向）硅钢片
150·cm，为1J79铁镍合金的2～3倍。 ➢ 硬度、强度和耐磨性较高。
例如1J16的硬度和耐磨性比1J79合金高，适用于磁头等磁性器件。 ➢ 密度较低。
可以减轻磁性元件的铁芯质量。 ➢ 对应力敏感性小。
适于在冲击、振动等环境下工作。 ➢ 合金的时效性良好。
随着环境温度的变化和使用时间的延长，其磁性变化不大。
第三章 磁性材料－§3.1 软磁材料
2、铁铝合金的主要应用
铁和铝资源丰富、价格低廉，铁铝合金的磁性能与铁镍合金类似， 同时还具有一些独特的优点，因此是铁镍合金的一种替代材料，适用于 电子变压器、磁头和磁致伸缩换能器等方面。
铁铝合金的牌号、主要成分、特点和用途
牌号 铝含量 /%
特点
主要用途
1J6
行星球磨 过度金属化合物 磁熵变 磁热效应
行星球磨论文：Mn（FeCo）GeB_y化合物的磁性和磁热效应【中文摘要】现代社会需要大量的方便的制冷技术,现在实际应用的主要是气体压缩制冷。
可是,气体压缩制冷气化和液化过程的效率很低,另外,气体压缩制冷过程产生的氟利昂破坏大气臭氧层,并对我们生活的环境构成威胁。
近些年来,基于磁热效应的磁制冷技术有了长足的进步,被视为常规气体压缩制冷技术替代技术的室温磁制冷技术有很多突破性进展。
Mn(FeCo)Ge系列化合物是近几年新兴的一种很有潜力的磁制冷材料。
但是,对该系列化合物的制备工艺、磁学性：能、磁热效应、结构相变等研究刚开始。
本文是以Mn(Fe0.2Co0.8)GeBy(y=0,0.05,0.1,0.15,0.2)和MnFe0.2Co0.8GeBx(x=0,0.03,0.05,0.07,0.1)为研究对象,研究材料的制备工艺和材料成分等不同条件下对该系列化合物晶体物相、结构形成、磁性、熵变、磁热效应的影响,是改进该系列化合物的制备工艺,材料的磁学性能并寻找比较理想的制备工艺和磁制冷材料。
本论文第一章介绍了磁制冷材料与技术研究进展,第二章介绍了磁热效应及材料热力学基础,第三章介绍了本文所用实验仪器设备和实验方法,第四章行星球磨机研磨法制取Mn (Fe0.2Co0.8)...【英文摘要】It needs a plenty of refrigeration technology that is much more convenient in the modern world. It’s main technology is conventional vapor compression refrigeration. but the efficiency of gasfication and liquefaction in thistechnology is low, Freon produced by conventional vapor compression refrigeration destroys ozonosphere and imperil our environment.Recnrtly, magnetic refrigeration through magnetism thermal reaction has a prosperous development, which is regarded as magnetic refrigeration for room-t...【关键词】行星球磨过度金属化合物磁熵变磁热效应【英文关键词】Planetary mill transition-metal compound magnetic-entropy change magnetocaloric effect【索购全文】联系Q1：138113721 Q2：139938848【目录】Mn（FeCo）GeB_y化合物的磁性和磁热效应中文摘要4-6ABSTRACT6-8第一章引言12-23 1.1 磁制冷材料的发展与历史12 1.2 磁制冷12-14 1.3 磁制冷机的发展14-16 1.4 磁热效应材料综述16-19 1.4.1 具有一级磁相变的制冷材料17-19 1.4.2 具有二级磁相变的制冷材料19 1.5 研究的主要目的及内容19-21 1.5.1 选题思路及目的19-20 1.5.2 选题内容20-21参考文献21-23第二章热力学基础23-28 2.1 热力学基础23-26 2.2 确定磁热效应的方法26-27参考文献27-28第三章实验技术方法28-33 3.1 引言28 3.2 行星球磨机法制备样品28-30 3.2.1 热处理样品30 3.3 电弧熔炼法制备样品30-31 3.3.1 热处理样品30-31 3.4 测量样品的结构和磁性31-33第四章行星球磨机法制备Mn(Fe_(0.2)Co_(0.8))GeBy(Y=0,0.05,0.1,0.15,0.2)合金并研究其磁性和磁热效应33-44 4.1 引言33-34 4.2 实验步骤34 4.3 结果与讨论34-42 4.3.1 结构和相分析34-36 4.3.2Mn(Fe_(0.2)Co_(0.8))GeB_y(y=0,0.05,0.1,0.15,0.2)合金的磁性和磁熵变36-42 4.4 本章小结42-43参考文献43-44第五章电弧炉熔炼法制备样品MnFe_(0.2)Co_(0.8)GeB_x(x=0,0.03,0.05,0.07,0.1)合金的结构、磁性和磁热效应44-53 5.1 引言44 5.2 实验步骤44-45 5.3 结果与讨论45-51 5.3.1 结构和相分析45-46 5.3.2MnFe_(0.2)Co_(0.8)GeB_x(x=0,0.03,0.05,0.07,0.1)化合物的磁性和磁熵变46-51 5.4 本章小结51-52参考文献52-53研究生期间的主要研究成果53-54致谢54。
Mn(1.28)Fe(0.67)P(1-x)Six化合物的磁热效应
１ 实验
１ １ 材料 的制 备 ．
将 纯度 为 ９ ． 的 Ｍｎ Ｆ 、 Ｓ 按 非化学 计量 配 比称量 ， 氮气 保 护 下用 高 能球 磨 机 （ ｕｖ ｒ ｅｔ一 ） ９９ 、 ｅ Ｐ、 ｉ 在 ｐ ｌｅｉ ｔ ６ ｓ ｅ 球 磨 ５ ， 将样 品在 ５ ９ ０ Ｐ 再 ｈ ． ×１。 ａ下压 成块 ， 在石 英管 中抽真 空 （ 空度 ＜ １ 一 Ｐ ） 并 用 氩气 对石 英 管 冲 封 真 ０ ａ， 洗 ３ － ， 后 冲人 ｌ ×ｌ ａ的氩气后 将石 英管取 下． 好 的样 品在 １ ０ ＂ ５次 然 － Ｏ ～２ Ｏ Ｐ 封 ０℃下 烧结 ２ ， ８ ０℃下 １ 在 ５ ｈ 保 温 ２ 随炉 冷却 至室温 ． Ｏ ｈ后
Ｖｏ ． ｌ ＮＯ ｔ １４ ．
Ｊｎ Ｏ ２ ａ ．２ １
Ｍ ｎ１２８Ｆ ｏ７ １ｘ ｉ ｅ ６ ． － Ｓ 化 合 物 的磁 热 效 应 Ｐ
．
哈斯朝鲁 ， 宋志强 ， 雨江 ，石海荣 ， 刘 特古斯
（ 蒙古 师 范大 学 内蒙 古 自治 区 功 能 材 料 物 理 与 化 学 重 点 实验 室 。 内 内蒙 古 呼 和 浩特 ０ ０ ２ ） １ ０ ２
摘
要 ：研 究 了 Ｍｎ． Ｆ 一 Ｓ （ ｓ ｅ Ｐ ｚ ｉ ：０ ５ ，． ４ ０ ５ ，． ８ 系列 化 合 物 的 结 构 、 性 和磁 热 效 应 ． 究 ． ２ ０ ５ ，． ６ ０ ５ ） 磁 研
结果表明 ： 系列化合物都形成了 Ｆ 该 ｅＰ型 六 角 结 构 ． 间 群 为 Ｐ６ ｍ ； 着 Ｓ 含 量 的增 加 化合 物 的 晶 格 常 数 ａ 空 一２ 随 ｉ 和 晶 胞 体 积 都 增 大 ；化 合 物 经 历 了 由 铁 磁 到 顺 磁 的一 级 相 变 过 程 ；化 合 物 的 热 滞 呈 现 有 规 律 的 变 化 （ ． ～ ２５ ６ １ ） 当 Ｓ 含 量 为 ０５ ． ． ｉ Ｋ ． ６时 ， 合 物 的热 滞 最 小 （ ． ， 化 ２５ Ｋ） 居里 温 度 从 ２２ （ ：０ ５ ） 高 到 ３ ２ （ ＝０５ ） ３ ｚ ． ２ 升 Ｋ ０ ｚ ． ８ ； Ｋ 化 合 物 具 有 良好 的 室 温磁 热 效 应 ， １ ５ 在 ． Ｔ外 磁 场 下 ， 大 磁 熵 变 由 一０ ５ 最 ． ８时 的 ６ ／ ｋ （ｇ・Ｋ） 大 到 ｚ ０ ５ Ｊ 增 ＝ ．２
Mn含量对FeNiMn合金热磁特性的影响
ｈ ａ ｅｏ （ Ｔ 丁ｉｃｅｓｓ ｏａｍａｉ ｍ ｅ ｏ ｔ ％， ｒａｅ ｘｍｕ ｗｈｎＭｎｃｎｅ ｔｓ２ ｂ ｆｒ ｅｒａｅ ｔ ｒ ｅ ｃ ａｅｏ ｌ ｌ ， ｔ ｎｉ ｗｉ ｕ ｈ ｉ ｅ Ｍｎ
维普资讯
Ｍｎ含 量对 Ｆ Ｎｉ ｅ Ｍｎ合金 热磁特 性 的影响
龙仲驰 ，张万里 ，彭 斌 ，蒋洪川
（ 电子科技 大学 电子薄膜与集成器件 国家重点实验 室，四川成都 ６ ０５ ） １０４
摘 要：采用真 空熔炼方法制备 了 （ ｅ Ｎ３） 一 Ｆ６ ｉ １ Ｍ （＝ ，，，，％ ） ４ ６ ｘ ｌ２３４５ 热磁合金 ，系统研究 了 Ｍｎ 含量对
ｉ ｆｕ ｎ ｅ ｉ ｎ ｆｃ ｔ ｙＭ ｎ ｃ ｎ ｅ ｔ ｆ ｅ ａｌ ｙ ． ｄ Ｔ ｎ ｔ ｎ ｕ ｌ ｅ ｒ ｆ ｅｗｉ ｅｉ ｃ ｅ ｓ ｆ ｎ ｃ ｎ ｅ ｔ ｎ ｅ ｃ ｄ ｓｇ ｉ ａ ｌ ｂ ｏ ｔｎ ｏ ｓ Ｂｍ ａ ｃｍｏ ｏ ｏ ｏ ｓｙ ｄ ｃ ｉ ｔ ｔ ｒ ａ ｅｏ ｏ ｔｎ ． ｌ ｉ ｎ ｙ ｏｔ ｌ ｈ ｎ ｅ ｓ ｈ ｈ ｎ Ｍ
度 范 围 内 用 于磁 温 度 补 偿 。
关键词 ：磁温度补偿合金 ；热磁 特性：成分 中图分类号 ：Ｔ ７ Ｍ２４ 文献标识码 ：Ａ 文章编号 ：１０ ．８０２０ ）１０ ２ －３ ０ １３ ３ （０ ７０ ．０ ３０
Ｅｆｅ ｔ ｆ ｎ Ｃｏ ｔ ｎ ｎ ｔ ｅＴｈ ｒ ａ ａ ｎ ｔｃＰ ｏ ｅ ｔｅ ｆ Ｎｉ ｎＡｌ ｙ ｆ ｃ ｓｏ ｎ ｅ ｔ ｈ ｅ ｍ ｌ Ｍ ｏ Ｍ ｇ ｅ ｉ ｒ ｐ ｒ ｉｓｏ Ｆｅ Ｍ ｌ ｓ ｏ
Ｌ ＯＮＧ ｏ ｇ ｃ ｉ Ｚ Ｚｈ ｎ — ｈ ， ＨＡＮＧ ａ —ｉ Ｐ ＮＧ ｎ ＪＡＮＧ ｎ — ｈ ａ Ｗ ｎｌ Ｅ ， Ｂｉ ， Ｉ Ｈｏ ｇ ｃ ｕ ｎ
Mn1.2Fe0.8P1-xSix系列化合物热磁发电性能研究
作 者 简 介 ：刘 忠 深 （ １ ９ ７ Ｏ 一） ， 男， 吉 林 省 德 惠 市人 ， 内 蒙 古 师 范 大 学 硕 士研 究 生 通 信 作 者 ：特 古 斯 （ １ ９ ６ Ｏ 一） ， 男（ 蒙 古族 ） ， 内 蒙古 赤 峰 市 人 ， 内蒙 古 师 范 大学 教 授 ， 主要 从 事磁 性 材 料研 究 ， Ｅ － ｍａ ｉ ｌ ： ｔ ｅ ｇ ｕ ｓ ｐ ｈ ＠ｉ ｍｎ ｕ ． ｅ ｄ ｕ ． ｃ ｎ ．
Ｖｏ １ ． ４ ２ Ｎｏ ． ５
Ｓｅ ｐｔ ． Ｐ １ － ｘ Ｓ ｉ ｚ系 列 化 合 物 热 磁 发 电 性 能 研 究
刘 忠深 ，特 古 斯 ，欧 志 强 ，宋 志 强 ，哈 斯 朝 鲁 ，李 承 枢
（ 内蒙 古 师 范 大 学 内蒙 古 自治 区功 能 材 料 物理 与化 学 重 点 实验 室 ， 内蒙 古 呼 和 浩 特 ０ １ ０ ０ ２ ２ ）
摘
要： 利 用粉 末合 金技 术 和固相 烧结 合成 方法 ， 制 备 了具 有 巨 磁 热 效 应 的 Ｍｎ Ｆ ｅ ０ 。 Ｐ 一Ｓ ｉ（ ｚ 一０ ． ６ ，
０ ． ６ ３ ， ０ ． ６ ７ ） 系列化合物． 磁性测量结果表 明 ， 根据化合 物成分的不同配 比， 居 里 温度 可 以 调 节 在 ３ １ ０ ～３ ６ ０ Ｋ 范 围 内， 并 伴随有磁化强度 的巨大变化． 根 据 该 材 料 的 特 性 研 制 了永 磁 驱 动 热磁 发 电 演示 仪 ， 研 究 了热 磁 转 变 温 度 、 磁 性 材料质量 、 感 应 电流 之 间 的关 系 ． 该 系列 化 合 物 的 热 磁 发 电性 能 优 良 ， 是 一 种 较 为 理 想 的热 磁 发 电材 料 ． 关键词 ： 热 磁 发 电 ；磁 热 效 应 ；磁 化 强 度 ；居 里 温 度
磁热效应与LaFeSi磁热材料
不同H含量的等温熵变与绝热温变
A. Fujita, S. Fujieda, Y. Hasegawa, and K. Fukamichi Phys. Rev. B 67, 104416
高压氢化
样品制备
• La0.5Pr0.5Fe11.4Si1.6Hx • A:
– 50MPa 24h 600℃
• B:
• 金属 (Cu, Ga, In etc.) – 导热性好，机械强度 高 – 固化温度高，易脱氢 降低MCE
• 无机盐（硅酸钠）
(a) La0.5Pr0.5Fe11.5Si1.5 (b) La0.5Pr0.5Fe11.5Si1.5H1.6 (c) La0.5Pr0.5Fe11.5Si1.5H1.6 composite.
磁热效应的测量
工质选取原则
• 由热力学关系可得：
• 选择低比热率、高导热率的材料 • 热、磁exSi1-x)13系化合物
• 成本低廉 (相较于Gd类) • 环保（相较于MnFeP1-xAsx
等）
NaZn13结构
• 一级相变，磁热效应大
不同制冷材料等温熵变随温度的变化关系
提高La(FexSi1-x)13系化合物TC
• 掺杂替代 – 过渡元素参杂 – 稀土元素替代La – 引入间隙原子
• 工艺改善 – 粉末烧结 – 改善粘合剂
间隙原子H
H对居里温度与热容的影响
• H元素含量升高：
– TC升高 – 一级相变性质不变
A. Fujita, S. Fujieda, Y. Hasegawa, and K. Fukamichi Phys. Rev. B 67, 104416
磁熵变随温度变化曲线
Appl. Phys. Lett. 106, 092401 (2015)
传感器功能材料
纳米材料旳特征
➢晶粒极小，比表面积特大 ➢高度旳弥散性 ➢大量旳界面
经典纳米材料
1）碳纳材料
2）纳米陶瓷
五、智能材料
• 新型复合材料，是继天然材料、人造材料、精细材料之后旳第 四代功能材料。具有感知内外环境刺激，对之进行分析、处理、 判断、并采用一定旳措施进行适度响应旳智能特征旳材料。
氮化硅比氧化硅绝缘性能更加好，常用于在器件 之间以及器件与衬底材料之间提供绝缘。
碳化硅是一种性能优良旳制模材料，硬度高，尤 其在高温下耐化学腐蚀性能好，可用于制作高温 压力传感器旳压敏膜片。
（4）锗，砷化镓
锗是一种单晶材料，电子迁移率约为硅旳2.5 倍，霍尔系数为硅旳2倍，适合制作霍尔器件。 单晶硅和锗能够经过掺杂工艺制成光敏电阻， 但硅敏捷度更大，工作波长约为0.8微米，锗约 为1.4微米。 砷化镓是一种半导体化合物，是霍尔元件旳理 想材料，其缺陷是屈服强度低，仅为硅旳1/3， 所以不适合作基底材料。
光电势效应
光二极管、CCD
磁阻效应 I层中旳电势效应 霍尔效应
磁阻器件
InSb、Si、Ge
PIN光电二极管
霍尔元件、霍尔IC、、 Si、Ge、InSb、、、
二、功能陶瓷材料
指利用材料旳电、磁、声、光、热等方面直接旳或耦合旳 效应以实现某种使用功能旳多晶无机固体材料。 功能陶瓷一般经过高温烧结制成，其一般工艺流程为：
3.智能材料种类
• 功能：光导纤维、形状记忆、压电、电流变体、电 （磁）致伸缩材料等。
• 起源：金属（形状记忆合金、形状记忆复合材料）、 无机非金属（电流变体、压电陶瓷、光致变色和电 致变色材料）、高分子（凝胶、膜材、粘合剂）。
制备工艺对(Mn,Fe)_(2)(P,X)(X=Ge,Si,B)化合物磁性和磁热效应的影响
第50卷第3期2021年5月内蒙古师范大学学报(自然科学版)Journal of Inner Mongolia Normal University(Natural Science Edition)Vol.50No.3May2021制备工艺对(Mn,Fe)2(P,X)(X=Ge,Si,B)化合物磁性和磁热效应的影响赵婧婷X伊博乐12,特古斯12(1.内蒙古师范大学物理与电子信息学院，内蒙古呼和浩特010022；2.内蒙古自治区功能材料物理与化学重点实验室，内蒙古呼和浩特010022)摘要：研究不同制备工艺对Fe：P-型(MnFe)(P,X)(X=Ge,Si,B)系列化合物的晶体结构、磁性和磁热效应的影响o利用传统固相烧结结合外磁场加热、不同的热处理温度和时间、淬火和缓慢冷却处理等方法制备了(Mn,Fe)(P,X)(X=Ge,Si,B)系列化合物。
粉末X射线衍射(XRD)实验结果表明，该系列化合物均形成了Fe2P型六角结构。
采用磁性测量表征居里温度和热滞，并计算等温磁熵变。
结果表明，磁场热处理(1000曟，1.1T真空)使Mm.Fe o.gP o.S O5和Mn〔1Fe o.9P0.75Geo.25化合物的铁磁-顺磁相变温区变宽，导致在其居里温度处的磁热效应减小。
另发现Mn1Fe o95P o587Si o3.B oo,3化合物的磁相变与烧结和淬火温度的敏感关系。
随着淬火温度的升高，相变宽度减小，导致磁熵变增大,但热滞先减小再增大。
由此获得磁热性能最佳的化合物：当淬火温度为1100曟时，其居里温度在室温附近，热滞小于3K,并且在0〜1T的外加磁场变化下的最大等温磁熵变高达11J/(kg•K),显示了该材料巨大的磁制冷潜力。
关键词：磁场加热；退火温度；磁熵变；磁热效应中图分类号：O482.52文献标志码：A文章编号：1001—8735(2021)03—0197—07doi：10.3969/j.issn.1001—8735.2021.03.002基于磁热效应的磁制冷技术因其环保、节能等优点，受到广泛的关注［2］。
磁体热循环作用-概述说明以及解释
磁体热循环作用-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述部分：磁体热循环作用是指磁体在外界磁场变化作用下，产生的热量变化现象。
磁体是一种能够产生稳恒磁场的器件，其通过施加电流在线圈中产生磁场。
而当改变磁体的磁场强度或方向时，磁体内部会发生磁热效应，即磁体的温度会发生变化。
磁体热循环效应是指磁体在经历一次完整的磁场变化后，其温度状态发生周期性变化的现象。
这种循环性变化是由于磁体内部磁通密度的变化导致的热量吸收和释放。
当磁场改变时，磁体内部的能量储存状态也会发生相应的变化，从而引起温度的周期性变化。
磁体热循环作用在许多科学领域和工程应用中起到重要的作用。
首先，在冷却系统中，磁体热循环效应可以用于控制磁体的温度，确保其在工作过程中不因过热而损坏。
其次，在能源转换和电动机领域，磁体热循环作用可以被应用于能量传输和转换系统中，提高能量效率。
此外，磁体热循环效应还可以被应用于材料的磁热性能测试和储能系统等领域。
本文将对磁体的基本原理进行介绍，重点探讨磁体热循环效应的机理和特点，并总结磁体热循环作用在不同应用领域下的具体应用。
最后，我们将展望未来磁体热循环作用的研究方向，并提出结论和结束语。
通过对磁体热循环作用的深入研究，我们可以更好地理解磁体的热力学行为，为磁体设计和应用提供指导和优化策略。
1.2 文章结构本文将首先在引言部分概述磁体热循环的作用，并介绍文章的整体结构。
接下来，正文部分将分为三个部分，依次探讨磁体的基本原理、磁体的热循环效应以及磁体热循环的应用领域。
在这些部分中，将详细介绍磁体的工作原理、热循环效应对磁体性能的影响以及磁体热循环在不同领域的应用案例。
最后，在结论部分将对磁体热循环的作用进行总结，并展望未来研究的方向。
文章将以客观、详细的方式探讨磁体热循环的作用，力求为读者提供全面的信息和深入的认识。
整体而言，本文结构清晰，逻辑严谨。
通过概述磁体热循环的作用和目的，读者可以对本文的主要内容有一个整体的了解。
mnas系列化合物的磁热效应计算大学论文
内蒙古科技大学本科生毕业论文题目：MnAs系列化合物的磁热效应计算学生姓名：学号：专业：应用物理学班级：2009应用物理指导教师：副教授摘要磁制冷技术是以磁制冷材料为制冷工质，利用磁性材料的磁热效应进行制冷的一种制冷技术。
随着人们对环境问题和能源问题的日益重视，室温磁制冷技术由于其节能环保的特点已经成为了非常具有开发潜力的高新制冷技术，以替代传统的气体膨胀/压缩式制冷。
本文首先介绍了磁制冷技术的研究背景、研究历史、应用前景以及室温磁制冷工质的选取及存在的问题。
其次，主要简述磁制冷相关的理论基础、磁热效应的原理、磁热效应的测量方法、磁制冷循环、Bean-Rodbell模型以及如何利用Bean-Rodbell模型、以及计算出MnAs系列化合物在外磁场下的等温磁化曲线和等温熵变曲线，并和实验结果对比。
关键词：磁制冷，磁热效应，等温熵变，居里温度AbstractMagnetic refrigeration is a cooling technology based on the magnetocaloric effect of magnetic material. As more and more attendance being paid on the issues of environment and energy, room temperature magnetic refrigeration has become a potential technology to replace the traditional gaseous compression/expansion refrigeration due to the characteristics of energy saving and environmental protection. In the present work, we first introduce the background, history, application of room temperature magnetic refrigerant, and magnetic refrigeration technology, and the existing problems. Secondly, the fundamental theory related to magnetic refrigeration and magnetocaloric effect, the methods for magnetocaloric effect measurement, magnetic refrigeration cycle, Bean-Rodbell model. The isothermal magnetization curves and the isothermal entropy change curves of the MnAs series of compounds have been calculated using the model, and the results are compared with the experimental data.Keywords: Magnetic refrigeration, Magnetocaloric effect, Isothermal entropy change, Curie temperature.目录摘要 (I)Abstract (II)目录 (III)第一章绪论 (1)1.1磁制冷材料研究的背景 (1)1.2 磁制冷材料研究的历史 (2)1.3磁制冷材料的应用前景 (3)1.4室温制冷工质的选取及条件 (4)1.5 MnAs系列化合物作为室温磁制冷材料存在的问题 (5)1.6本文研究的内容和意义 (5)第二章理论基础 (7)2.1磁热效应的热力学基础 (7)2.2磁制冷的制冷循环 (8)2.3 磁热效应的测量方法 (11)2.4 Bean－Rodbell 模型 (12)第三章MnAs系列化合物磁性能拟合 (15)3.1 MnAs化合物的特点 (15)3.2 MnAs化合物的等温磁化曲线 (16)3.3 MnAs化合物的等温熵变曲线 (18)第四章结论 (21)参考文献 (22)致谢 (26)第一章绪论1.1磁制冷材料研究的背景磁制冷是一种绿色的环保新型技术。
磁热效应实验报告
一、实验目的1. 了解磁热效应的基本原理。
2. 通过实验验证磁热效应的存在。
3. 探究不同材料在磁热效应中的表现。
二、实验原理磁热效应是指在外加磁场的作用下，材料的磁性质发生变化，从而引起材料温度的变化。
实验中，通过测量样品在磁场作用下的温度变化，可以研究磁热效应。
三、实验仪器与材料1. 实验仪器：- 振动样品磁强计- 磁场发生器- 稳定温度源- 热电偶- 数据采集系统- 实验样品：Gd(0.6)(Tb(1-x)Cox)(0.4)、(Dy(1-x)Gdx)(Co(0.99)Si(0.01))2和(Dy(1-x)Gdx)(Co(0.98)Si(0.02))2系列合金2. 实验材料：- Gd(0.6)(Tb(1-x)Cox)(0.4)- (Dy(1-x)Gdx)(Co(0.99)Si(0.01))2- (Dy(1-x)Gdx)(Co(0.98)Si(0.02))2四、实验步骤1. 将样品放置在振动样品磁强计中，调整磁场发生器，使样品处于所需磁场强度。
2. 将热电偶与样品连接，通过稳定温度源控制样品的温度。
3. 在不同磁场强度下，测量样品的温度变化。
4. 利用数据采集系统记录温度变化数据。
5. 对实验数据进行处理和分析。
五、实验结果与分析1. 实验结果：通过实验，得到了不同磁场强度下样品的温度变化数据。
以下是部分实验数据：| 样品类型 | 磁场强度/T | 温度变化/℃ || -------------- | -------- | -------- || Gd(0.6)(Tb(1-x)Cox)(0.4) | 0.05 | 0.5 || (Dy(1-x)Gdx)(Co(0.99)Si(0.01))2 | 0.05 | 1.2 || (Dy(1-x)Gdx)(Co(0.98)Si(0.02))2 | 0.05 | 1.0 |2. 分析：（1）实验结果表明，在外加磁场的作用下，样品的温度发生了明显变化。
这说明磁热效应确实存在。
掺杂La-Sr-Mn-O双层钙钛矿锰氧化物的磁性与磁热效应的开题报告
掺杂La-Sr-Mn-O双层钙钛矿锰氧化物的磁性与磁热效应
的开题报告
一、背景介绍
钙钛矿锰氧化物作为一种重要的氧化物材料，在磁性和磁热效应方面具有广泛的应用。
掺杂不同离子的钙钛矿锰氧化物会改变其电子结构和磁矩状态，进而影响其磁性和磁热效应。
近年来，掺杂稀土元素的钙钛矿锰氧化物受到了广泛关注，由于其稀土元素的4f电子对磁性和磁热效应的影响，具有良好的磁性和磁热效应。
因此，深入探究掺杂稀土元素的钙钛矿锰氧化物的磁性和磁热效应具有重要的理论和应用意义。
二、研究目的
本研究旨在探究掺杂La-Sr-Mn-O双层钙钛矿锰氧化物的磁性和磁热效应，分析稀土元素La和Sr对钙钛矿锰氧化物磁性和磁热效应的影响，为开发新型高性能磁性和磁热材料提供基础理论和实验依据。
三、研究内容和方法
(1) 合成掺杂La-Sr-Mn-O双层钙钛矿锰氧化物材料；
(2) 利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜等方法对合成材料进行物相、微观结构和形貌表征；
(3) 利用磁性测量系统对合成材料的磁性进行测试；
(4) 利用热电测量系统，测量合成材料的磁热效应；
(5) 分析掺杂稀土元素La和Sr对钙钛矿锰氧化物磁性和磁热效应的影响。
四、预期成果
(1) 成功合成掺杂La-Sr-Mn-O双层钙钛矿锰氧化物材料；
(2) 探究掺杂稀土元素La和Sr对钙钛矿锰氧化物磁性和磁热效应的影响；
(3) 提供基于稀土掺杂的高性能磁性和磁热材料的理论和实验依据。
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ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ（４ ａｎｄ ｃ），Ｃｕｒｉｅ ｔｅｍｐｅｒａ－
ａｎｄ ｔｈｅ
ｔｕｒｅｓ，ｔｈｅｒｍａｌ ｈｙｓｔｅｒｅｓｉｓ
ｉｓｏｔｈｅｒｍａｌ
ｍａｇｎｅｔｉｃ ｅｎｔｒｏｐｙ ｃｈａｎｇｅ ｏｆ ｔｈｅ ｔｈｒｅｅ Ｍｎｌ．２ Ｆｅｏ．。
Ｐｏ．相瓯．兜ｓａｍｐｌｅｓ
线所夹的面积，可以计算出化合物的磁熵变（一笳。）。
ｓｎ】＂Ｓｉｏｎ…ＰＩ帕
Ｉ：（１＇）Ｓａｍｐｌｅ ２（ｐｌａｎａｒ ｐａｌｌｅｍ）；（。）Ｓａｍｐｌｅ ３；（ｄ）Ｓａｍｐｌｅ ２（ｓｏｌｉｄ ｐａｕｎｍ
万方数据
中国稀土学报
２９卷
图３是３个Ｍｎ∽Ｆｅ。．。Ｐ０．鸫ｓｉｏ敛化合物在０．０５ Ｔ磁场下磁化强度（Ｍ）随温度（ｒ）变化肘一ｒ曲 线。测量循序是先降温后升温再降温。通过分析可 知，这３个化合物都存在初始效应，这一现象在Ｌａ （Ｆｅ，Ｓｉ）。，和Ｇｄ，Ｇｅ２Ｓｉ：化合物中不存在¨４’１５ Ｊ。升 温Ｍ—ｒ曲线（２）和降温膨一ｒ曲线（３）不重合说 明化合物存在明显的热滞（△瓦，。）现象。这表明化 合物经历了由铁磁到顺磁的一级相变过程。通过 分析发现，以行星样品球磨机制备的样品具有较 小的热滞，最小的热滞为７．６ Ｋ（结果列于表１）， 这一值要小于文献［１３］报道的ＭｎＦｅ（Ｐ，Ｓｉ）化合物 的热滞。对朋一ｒ曲线求一阶偏导数可以得到三种 化合物在升温过程中的居里温度（％），结果列于 表１。实验发现以不同的工艺制备的相同配比的 Ｍｎ∽Ｆｅ。．８Ｐｏ．。。Ｓｉ。．５：化合物的％有所不同，由样品 ｌ到样品３ Ｒ逐渐降低，这可能与３个化合物的真 实成分有关，从样品１到样品３化合物中的Ｆｅ含 量逐渐降低，这使得Ｆｅ层和Ｍｎ层原子之间的Ｆｅ－ Ｍｎ（Ｍｎ—Ｆｅ）铁磁相互作用减弱，从而使得化合物 的％降低。通过不同的工艺和原料对化合物的主 相的成分进行调节，从而调节化合物的Ｒ，这也 为调整室温磁致冷材料的居里温度提供了一种新 的实验方法。 图４是３个Ｍｎ∽Ｆｅ。，。Ｐｏ．４８Ｓｉ。．，：化合物样品在 其各自居里温度附近的等温磁化（Ｍ一曰）曲线。经 分析发现，３个化合物在１．５ Ｔ的磁场下没有发生 变磁转变。 由麦克斯韦关系（公式１）求得相邻两条舾一Ｂ曲 将积分转换成求和，用下式计算磁熵变
ＢＰｏ…Ｓｉ
１，２和３的扫描电镜平面尉，而嘲２（ｄ）则为样品 ２粉末样品 ２的扫描电镜形貌网。图中，（１）表示的是化合物 的主相，通过能谱分析得知，从样品１到样品３化
的室温（２９３ Ｋ）Ｘ射线衍射图（ＸＲＤ）。通过分析可 知三种工艺制备的化台物同属于Ｆｅ：Ｐ型六角结构，
Ｆｅ¨６Ｒ㈣Ｓｉ¨，ｂｉｎ∽ Ｆｅ０＂Ｐ０ ５一Ｓｉ∞和Ｍｎ¨Ｆｅ¨２Ｐ０…Ｓｉ ４了，可以看出３
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图３
３个Ｍｎｌ２Ｆｅｏ ８Ｐｏ ４８Ｓｉｏ．５２系列化合物在ｏ．０５ Ｔ磁场下 的磁化强度随温度变化曲线
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５２
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图４
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３个Ｍｎ¨‰。Ｐｏ糟Ｓｉｏ兜化合物在居里温度附近的等温磁化曲线
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Ｉｓｏｔｈｅｒｍａｌ眦咿它ｔｉｚ撕伽ｏｆ ｔｈｒｅｅ ｂｉｎｌ２Ｆｈ８Ｐ０口Ｓｋ皿ｓａｍｐｌｅｓ
品在１１００℃下烧结２ ｈ后随炉冷却到室温。用Ｘ 射线多晶粉末衍射仪（Ｃｕ靶，Ａ＝０．１５４１８ ｎｎｌ）在 室温下（２９３ Ｋ）测量了样品的ｘ射线衍射谱。用日
雷蒙磨粉机球磨机
收稿日期：２０１１－０１一１９；修订日期：２０１ｌ一０３一０５ 基金项目：国家自然科学基金（５０９６１０１０），内蒙古自然科学蕈点项目（２００８０４０４Ｚｄ０１）资助 作者简介：耿遥祥（ｔ９８６一），男，硬士研究生；研究方向：磁性材料
台物的真实成分分别为Ｍｎｍ 个化合物的真实组分基本一・致．但是与名义成分 相差很大，这是由化台物中存在的杂相造成的。 （２）表示的是化合物的杂相，杂相的真实成分分别 为Ｍｎ∽ｌ Ｆｅ¨ｌＳｉ，Ｍｎ㈨Ｆｅ㈨Ｓｉ和ＭｎⅢＦｅ㈨Ｓｉ，约 ｌ与各自总面积的４
８％，８
７％和１４％，即从样品１
到样品３化台物的杂相含量逐渐升高。图中的黑色 圆斑部分为样品中存在的空洞（通过图２（ｄ）可以 清晰看出），空洞中包含了少量的杂质和氧化物，
ａｎｄ
Ｐｈｙｓ．Ｄ；Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．，２００５．３８：Ｒ３８１．
［４］
Ｔｅｇｕｓ Ｏ，Ｂｒｏｃｋ Ｅ，Ｂｕｓｅｈｏｗ Ｋ Ｈ Ｊ，ｄｅ Ｂｏｅｒ Ｆ Ｒ．Ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ－ ｍｅｔａｌ・ｂａｓｅｄ
ｍａｇｎｅｔｉｃ
ｒｅｆｒｉｇｅｒａｎｔｓ ｆｏｒ
熵变。本文则研究了Ｍｎｌ２Ｆｅ０８ｅｏ．艚Ｓｉｏ．，：化合物在 不同工艺和原料下的结构、热滞和磁熵变。
１
实
验
原料的纯度分别为：９９．８％的Ｆｅ，９９．９％的 Ｍｎ，９９．９９９％的Ｐ和Ｓｉ，９９．５％的Ｆｅ２Ｐ。样品ｌ，
将Ｍｎ，Ｐ，Ｓｉ和Ｆｅ：Ｐ按化学配比称量好后用振动 样品球磨机球磨１００ ｈ（真空度为１０。Ｐａ）。样品 ２，将Ｍｎ，Ｐ，Ｓｉ和Ｆｅ：Ｐ按化学配比称量好后在Ｎ：
ｉＩ－ｃ旧函ＩＩｇ
３
ｆｉｅｌｄ ｉｎ ｔｈｅ ｖｉｃｉｎｉｔｙ
ｏｆ Ｃ画ｅ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ
（ａ）Ｓａｍｐｌｅ ｌ；（ｂ）Ｓａｍｐｌｅ ２；（ｅ）Ｓａｍｐｌｅ
万方数据
３期
耿遥祥等不同工艺和原料对Ｍｎ∽Ｆｅ¨Ｐｏ。８ｓ沁２化合物磁热效应的影响
２６９
种新的实验方法，更主要的是Ｍｎ∽Ｆｅ。．。Ｐｏ．。８Ｓｉ。．５２ 化合物不需要昂贵的稀有金属，可以由安全无毒
磁致冷是一种以磁性材料为工质的新型制冷 技术，其基本原理是利用磁致冷材料的磁热效应， 在等温磁化时向外界放出热量，在绝热退磁时由 于温度的降低，能够从外界吸收热量，从而达到制 冷的目的…。以磁性材料作为工质的磁致冷技术
文献［１４］理论研究了ＭｎＦｅＰｚ一Ｓｉ，乃化合物的微观
结构和磁性，研究结果表明，Ｆｅ原子和Ｍｎ原子分
环境下用行星样品球磨机球磨５ ｈ。样品３，将Ｍｎ， Ｐ，Ｓｉ和Ｆｅ按化学配比称量好后在Ｎ：环境下用行 星样品球磨机球磨５ ｈ。将三种球磨好的样品都在
３．９×１０８
Ｇｄ，（Ｓｉ。Ｇｅｈ）。相同的磁熵变，而且这一化合物磁
热效应的发现也为廉价的无稀土磁致冷材料的研 究开辟了新方向∞Ｊ，但是Ａｓ的应用一度成为众多 学者争论的焦点。于是近些年人们做了大量的Ａｓ 的替代工作帏“引。文献［１３］报道了ＭｎＦｅ（Ｐ，Ｓｉ）系 列化合物的巨磁热效应，在２ Ｔ的磁场变化下化合
摘要：用不同的工艺和原料制备了３个名义成分相同的Ｍｎｌ２Ｆｅｏ．８Ｐｏ．媚Ｓｉｏ
５２化合物。ｘ射线衍射结果表明，３个化合物均为隔Ｐ型六角结构
（空间群为Ｐ＿６２ｍ），并且存在少量的（Ｆｅ，Ｍｎ）３Ｓｉ相。通过磁性测最发现，３个样品的居里温度有所不同，但是都在室温附近（２７０－２９０ Ｋ）。 以Ｆｅ２Ｐ为原料制备的化合物具有较大的磁熵变．在１．５ Ｔ的磁场变化下其最大磁熵变为１３．６】・（ｋｇ・Ｋ）～。以行星样品球磨机制备的化合物 具有较小的热滞，最小热滞为６．７ Ｋ。这些表明不同的制备工艺和原料对化合物的居里温度、热滞和磁熵变都具有一定的影响。同时低成本
・通讯联系人（Ｅ一眦ｄ：ｔｅ｛；ｌＩ神＠ｉｍａｕ．ｅｄｌｌ．髓）
万方数据
３期
耿遥祥等不同【．岂和啄料时Ｍｎ。：Ｐｅ。一％…Ｓｉ，ｚ化龠物磁热效应的影响
守问群为Ｐ－６２ｍ，该系列化合物ｉｆ『含啊少骷的（Ｆｅ， Ｍｎ），Ｓｉ卡¨，卒间群为Ｆｍ３ｍ。化合物的品格常数和 ｌ铺胞体秘列于表Ｉ。 为ｒ进一步证实化合中的主相和杂相的成分， 吲２给出了３个Ｍｎ¨Ｆｅ¨Ｐ０。ｓｌ¨：化合物的扫描 电镜（ＳＥＭ）图像。图２（ａ）．（ｂ）和（ｃ）分别为样品
￡
蟹
的过渡族元素制备而成。 参考文献：
［１］ 陈鹏．王敦辉，都有为． 磁制冷工质材料的研究进展
ｇ
尊
鼍
［Ｊ］．物理学进展，１９９９。１９：３７２．
Ｃｈｅｎ Ｐｃｎｇ，Ｗａｎｇ Ｄｕｎｈｕｉ，Ｄｕ Ｙｏｕｗｅｉ．Ｐｒｏｇｒｅｓｓ ｍａｔｅｒｉａｌ 刀Ｋ ３７２．
ｏｆｍａｇｎｅｔｉｃ
ｏｎ
ｗｏｒｋｉｎｇ
ｃｏｏｌｉｎｇ［Ｊ］．Ｐｒｏｇｒｅｓｓ
别填满３ｆ和３９的位置，而ｓｉ原子和Ｐ原子则分别 优先占据着２ｃ和１ｂ的位置，正负交换相互作用的
竞争则导致了这一材料在在居里温度附近大的磁
具有高效率和无污染等优点受到人们的普遍关
注旧．３］。稀土元素，特别是重稀土元素的４ｆ电子层 有较多的自旋未成对电子，使得原子自旋磁矩较 大，可能具有较大的磁热效应，所以稀土金属及其 化合物成为室温致冷物质的最佳候选材料。２００２ 年，特古斯等报道了过渡金属化合物ＭｎＦｅＰｏ．艏 Ａｓ¨，的巨磁热效应ＭＪ，这一化合物不仅具有与
ｉｎ
Ｐｈｙｓｉｃｓ，１９９９，１９：
图５
Ｍｎｌ２Ｆｅｏ．８Ｐｏ．档Ｓｉｏｊ２化合物的一△５Ｍ—ｒ曲线（ＡＴ＝
５
［２］ Ｃ，ｓｃｈｎｅｉｄｎｅｒ Ｋ Ａ，Ｐｅｃｈａｒｓｋｙ
ｏｐｍｅｎｔｓ ｉｎ
Ｖ
Ｋ，Ｔｓｏｋｏｌ
Ａ
Ｏ．
Ｒｅｃｅｎｔ ｄｅｖｅｌ—
Ｋ，Ｂ＝０．５，１．Ｏ和１．５ Ｔ）
Ｉｓｏｔｈｅｒｍａｌ ｍａｇｎｅｔｉｃ—ｅｎｔｒｏｐｙ ｃｈａｎｇｅｓ ｏｆ ｔｈｒｅｅ Ｍｎ２一， ｓａｍｐｌｅｓ １．５ Ｔ
第２９卷第３期
ＶｏＬ ２９
Ｎｏ．３
中
国
稀
土
学
报