La-Fe-Si系磁制冷材料腐蚀行为研究
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LaFeSi系磁致冷材料微观组织和磁性能的研究本文详细研究了过渡族元素Co、Cr、Nb和Ni对La(Fe,Si)13的微观组织、晶体结构和磁性能的影响。
研究发现大尺寸含Co铸锭材料LaFe13-x-yCoxSiyC0.15的居里温度出现不均匀分布,材料的居里温度沿径向从边缘到次边缘呈下降趋势。
由于冷却过程中合金元素Co和Si在微区固液相之间的重新分布导致了合金元素Co和Si的偏析,从而导致材料居里温度的不均匀性。
并发现居里温度的不均匀分布会降低材料整体的最大磁熵变。
在凝固过程中,Cr元素和Ni元素分别进入铸态中的α-Fe相和LaFeSi相,经高温退火过程中的包析反应,最终进入到主相1:13相中。
Cr元素和Ni元素进入主相1:13相导致材料的一级相变特性消失,磁熵变急剧减小。
而Nb元素形成了稳定的Fe2Nb相,未进入到1:13相中。
因此,加入Nb元素后,材料依然保持一级相变和大磁熵变的特性,0-3T磁场下最大磁熵变约为18J/kgK,说明Nb元素对材料LaFe11.oNb0.5Si1.5的微观组织和磁熵变的影响比较小。
合金元素Cr、Ni会导致材料LaFe11.52-xMxSi1.48的磁相变类型从一级相变变为二级相变,它们的临界含量分别为0.25和0.08。
当材料的磁相变种类发生变化时,材料的微观组织和晶体结构均未发生变化。
同时,研究发现Ni元素对LaFe11.52-xMxSi1.48材料相变种类、居里温度和磁熵变的影响均大于Cr元素的影响。
通过对材料LaFe11.7-xCoxSi1.3C0.15在居里温度附近临界行为的研究,发现基于改进的Arrott曲线(MAP)和Oesterreicher-Parker法(OP 法),能得到比较可靠的临界指数β,γ和δ。
OP法得到的临界指数与平均场模型的预测较为符合,意味着在材料LaFe11.7-xCoxSi13C0.15中存在长程铁磁相互作用。
另外利用相对斜率(RS)法研究了两种方法的准确性,发现对于材料LaFe10.9Co0.8Si1.3C0.15 和LaFe10.8Co0.9Si1.3C0.15分别适用于 OP 法和 MAP 法。
La-Fe-Si系磁制冷材料腐蚀行为研究摘要La(Fe,Si)13这一系列化合物有卓越的磁热效应,它具有NaZn13型结构,作为磁制冷研究的热点材料,La(Fe,Si)13系列化合物成为全球焦点。
然而在水中,严重腐蚀是这些La(Fe,Si)13化合物不可避免的,毫无疑问这一定会对人类使用制冷机带来麻烦。
从而,对制冷材料的为何腐蚀的研究必定是至关重要的。
恰恰是由于它的重要所以在本论文中,着手于La(Fe,Si)13磁制冷材料的为何腐蚀,化合物LaFe11Co0.5Si1.5的结构被探究包括它的腐蚀过程,我们可以有的结论是得:根本原因在于LaFe11Co0.5Si1.5化合物是由三个电位有差异的相组成,这三相是:主相NaZn13型结构,其他二相分别是有α-Fe相,La相。
其中在流体介质充当电解质时,三个相得以构成原电池。
主要贡献了化合物磁热效应的是主相,然而主相作为阳极被腐蚀溶解了,那么一定会导致LaFe11Co0.5Si1.5化和物的磁熵变化降低了。
关键词:磁制冷,LaFe11Co0.5Si1.5化合物,腐蚀Study on corrosion behavior of La-Fe-Si system magnetic refrigeration materialsAbstractLa(Fe,Si) 13 this series of compounds have the remarkable magnetocaloric effect, it has NaZn13type structure, as a hotspot of research on magnetic refrigeration materials, La (Fe, Si) 13 series compounds has become a globalfocus. In the water, however, the serious corrosion is inevitable in these La (Fe, Si) 13 compounds, which undoubtedly will cause trouble for humans. Thus, the study of the corrosion of refrigerant materials must be critical. Precisely because it is so important in this thesis, set out to La (Fe, Si) 13 why corrosion of magnetic refrigeration materials, including the corrosion process,So: The root cause is that LaFe11Co0.5Si1.5 compounds are composed of three different phases: the main phase NaZn13 structure, and the other two are alpha Fe and La. When the liquid medium as an electrolyte, the three phases make up the original battery. Main contribution to the compound of magnetocaloric effect is the primary phase, main phase as anode corrosion was dissolved, however, that will lead to LaFe11Co0.5Si1.5and reduce the content of the magnetic entropy change.Key Words:Magnetic cooling,LaFe11Co0.5Si1.5 compound,Corrosion目录第一章绪论 (1)1.1引言 (1)1.2磁制冷材料简介 (2)1.2.1磁制冷材料腐蚀行为研究进展 (2)1.2.2近室温附近温度区间磁制冷材料 (2)1.3本论文的研究目的和设想 (4)第二章实验方法 (5)2.1样品制备方法 (5)2.2样品结构分析 (5)2.2.1X射线衍射分析(XRD) (5)2.2.2显微组织分析 (6)2.2.3样品磁性能测量 (6)2.3样品腐蚀行为分析 (7)2.3.1腐蚀速率测量 (7)2.3.2腐蚀产物测定 (7)2.3.3电化学分析 (8)第三章实验结果分析 (10)3.1引言 (10)3.2 LaFe11Co0.5Si1.5化合物的结构分析 (10)3.3 LaFe11Co0.5Si1.5化合物的腐蚀行为 (12)3.4结论 (17)参考文献 (18)致谢 (20)第一章绪论1.1引言当今世界,制冷技术已经从人们生活中的衣食住行到与国民经济相关的科学技术的有着不可估量的好处。
LaFeSi系磁致冷材料微观组织和磁性能的研究LaFeSi系磁致冷材料微观组织和磁性能的研究摘要:本文研究了LaFeSi系磁致冷材料的微观组织和磁性能。
采用粉末冶金工艺制备了不同配比的LaFeSi系磁致冷材料,经过烧结和热处理得到了均匀的组织结构。
通过X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对样品的晶体结构和微观形貌进行了分析,发现随着Si含量的增加,晶粒尺寸和组织均匀性有所提高。
磁性能测试结果表明,在不同Si含量的LaFeSi系磁致冷材料中,最大的磁熵变温度出现在Si含量为35%的样品中,为133 K。
关键词:磁致冷材料;LaFeSi系;微观组织;磁性能;磁熵变温度引言:磁致冷材料(magnetic refrigerant material)是一种能够在磁场作用下发生磁熵变而实现制冷的材料,其具有高效、环保、无污染等优点,是一种极具潜力的制冷技术。
LaFeSi系磁致冷材料是一种新型磁致冷材料,其具有较高的磁熵变温度和较低的磁导率,是目前研究的热点之一。
本文将对LaFeSi系磁致冷材料的微观组织和磁性能进行深入研究,为其在制冷领域的应用提供科学依据。
实验方法:本研究中,采用粉末冶金工艺制备了LaFeSi系磁致冷材料,其中La、Fe和Si的摩尔比例分别为1:1:1、1:1:2、1:1:3、1:1:4和1:1:5。
在高温下对制备好的粉末样品进行烧结处理,并在特定的温度下进行热处理。
利用XRD和SEM对样品的组织结构和形貌进行了分析。
磁性能测试使用的是自制的交流磁致冷试验装置,对不同Si含量的LaFeSi系磁致冷材料的磁熵变和磁导率进行了测试。
测试温度范围为77 K~293 K,测试磁场强度为0~1 T。
结果与讨论:图1展示了不同Si含量的LaFeSi系磁致冷材料的XRD谱图。
可以看出,随着Si含量的增加,样品中出现了明显的La2FeSi2O7相,而LaFeO3相则逐渐减少。
这是由于SiO2的加入,提高了LaFeSi系磁致冷材料的结晶度,同时也降低了LaFeO3相的含量。
磁制冷及磁制冷材料的研究进展作者:耿剑锋来源:《中国科技博览》2013年第01期中图分类号:U463.64+5文献标识码:U文章编号:1009-914X (2013)01-0292-01一、磁制冷简介传统压缩制冷技术广泛应用于各行各业,形成了庞大的产业,但它存在两个明显的缺陷:制冷效率低且氟利昂工质的泄漏会破坏大气臭氧层。
自2000年起蒙特利尔协议生效,污染大气环境及破坏大气臭氧层的氟里昂制冷剂将逐渐被禁用,新的气体制冷剂(如HFC-134a)相继问世并已进入商品化生产。
磁制冷作为一项高新绿色制冷技术,与传统压缩制冷相比具有如下竞争优势:1.无环境污染;2.高效节能; 3.易于小型化; 4.稳定可靠;二、磁制冷的原理磁制冷方式是一种以磁性材料为工质的制冷技术。
其基本原理是借助磁制冷材料的可逆磁热效应,又称磁卡效应,即磁制冷材料等温磁化时,向外界放出热量,而绝热退磁时因温度降低,从外界吸取热量达到制冷目的。
三、磁制冷材料的研究进展对磁制冷工质的研究现状分20K以下,20K-80K,80K以上三个温区:1.20K以下温区:这个温区是利用磁卡诺循环进行制冷,工质材料处于顺磁状态。
主要研究了Gd3Ga5Ol2(GGG),Dy3Al5O12(DAG),Y2(SO4)2,Dy2Ti2O7,Gd2(SO4)3.8H2O,Gd(OH)2,Gd(PO3)3,DyPO4[6],Er3Ni.ErNi2,DyNi2,HoNi2,Er0.6Dy0.4,Ni2ErAl2[7]等。
4.2K以下常用GGG和Gd2(SO4)3.8H2O等材料生产液氦,而4.2K-20K则常用GGG、DAG进行氦液化前级制冷。
GGG适于1.5K 以下,特别是10K以下优于DAG。
在10K以上特别是在15K以上DAG明显优于GGG。
另外,Shull等研究表明Gd3Ga5-x Fe2O12(GGIG)(x=2.5)具有超顺磁性,在较低磁场下就能达到饱和,对于采用低场实现20K以下温区的磁制冷具有重要作用。
La(Fe,Si)_(13)系磁制冷材料的改性研究磁制冷技术是一种新兴的制冷技术,它具有绿色环保、高效节能、噪音小、可靠性高等优点,应用前景十分广阔。
磁制冷技术的关键是磁制冷材料,NaZn13型La(Fe,Si)13合金基于其无毒无害、原料成本低、巨磁热效应等优点,成为最具有应用前景的室温磁制冷材料之一。
然而其居里温度较低(200K左右)、力学性能和导热性较差,无法满足室温制冷应用的需求,已有研究发现掺入间隙H原子可以使La(Fe,Si)13化合物的居里温度达到室温。
传统的气体渗氢技术具有耗能高,工艺繁琐且成品力学性能差等潜在在弊端,本论文采用固态态渗工艺制备样品,将储氢合金Sm5Mg41Hx与La(Fe,Si)13系合金粉末以及焊锡粉按一定比例均匀混合进行冷压及低温热压处理,然后在较高温下进行渗氢处理,在达到渗氢效果的同时实现材料的成型,从而改善材料的力学性能,提高其致密度。
获得的主要结论如下:将LaFe1165Si1i35与Sm5Mg41Hx按照质量比为9:1的比例均匀混合,进行冷压成型后通过不同温度的热处理制备(LaFe1i65Si1.35+Sm5Mg41Hx)复合样品,复合样品的居里温度(Tc)均提高了150 K左右,而且在保持大的磁熵变和制冷量的同时降低了材料的磁滞;与LaFe1.65Si1.35样品相比较,复合样品的温跨也有一定程度的提高。
表明通过固态渗氢工艺能够制备具有较高磁热效应的LaFe11.65Si1.35Hx制冷材料。
其中,当热处理温度为783 K时,(LaFe11.65Si1.35+Sm5Mg41Hx)复合样品的综合性能最佳。
基于以上结果,选取了 Lao.8Ce0.2Fe11.47Mn0.23Si1.3材料作为研究对象,Ce和Mn元素的添加提高了材料磁熵变和氢化物的稳定性。
将其与Sm5Mg41Hx储氢合金按质量比为20:1、15:1、10:1、5:1 的比例混合冷压固态渗氢,研究添加不同比例储氢合金对La0.8Ce0.2Fe11.47Mn0.23Si13磁制冷材料性能的影响。
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。
十年磨一剑砺得梅花香——包头稀土研究院磁制冷冷藏柜研发之路作者:暂无来源:《稀土信息》 2019年第8期文/ 刘小芳磁制冷是以磁性材料为工质的一种新型制冷技术,其原理是利用磁制冷材料的磁热效应达到制冷的目的,与传统的气体压缩制冷方式相比,“节能、环保”是磁制冷技术最显著的优势。
早在1998年4月,美国宇航局的Zimm就在《Science》杂志上说过:“磁制冷技术可以媲美瓦特发明蒸汽机,它将引发一场制冷行业的革命。
”进入21世纪,随着环境和能源问题的日益突出,世界各国对节能和绿色环保越来越重视,而磁制冷技术恰好满足了资源、能源和环境成本的要求,目前欧、美、日等发达国家均在磁制冷技术的研发方面投入了不少的人力、财力,据悉,磁制冷技术有望成为制冷领域一项新的杀手级应用。
包头稀土研究院磁制冷团队成立于2000年,作为中国较早开展磁制冷研究的包头稀土研究院,其磁制冷项目负责人黄焦宏教授早期已经跟踪国外磁制冷项目多年,他在团队成立之初就确立了“研究与开发并举”的团队目标,立足于稀土研究院自身材料制备优势,从磁制冷材料、磁场系统、测量仪器到磁制冷机开展了全方面的研究与开发。
有了“研究与开发并举”这样的目标,包头稀土研究院磁制冷团队时刻都在思考着创新成果向应用实践转化的问题。
在磁制冷材料方面,团队通过在金属Gd中添加Dy、Tb、Er等元素调控Gd的居里温度,使其从-10℃~20℃任意可调,并研究了该类材料球形磁工质的制备工艺,采用等离子的方法可制备出不同尺寸的球形磁工质。
研究了廉价稀土室温磁制冷材料La(FeCoSi)13 合金,发现在合金中添加适量的B元素,可以稳定相结构,减少退火时间,同时其居里温度也略有提高。
研究了La(FeSi)13材料的吸放氢工艺,以及添加Mn元素调节氢化物的居里温度,使其居里温度在室温附近任意可调,并保持大磁热效应。
同时采用粉末粘结及热压的方法,研究了La(FeSi)13氢化物的成型工艺。
稀土磁制冷材料的研究摘要:磁制冷技术是一种很有前景的新型制冷技术。
本文综述了磁性材料的磁热效应概念,并详细介绍了GdSi2Ge2、5La(FeSi)13、RECo2及RE2Fe17等系列化合物稀土磁制冷材料的研究现状,展望了稀土磁制冷材料的发展前景。
关键词:磁热效应稀土磁制冷Research Progress in Rare Earth Magnetic Refrigerant MaterialsAbstract: magnetic refrigeration is a new refrigerant technique. The progress in research on rare earth magnetic refrigerant materials, such as Gd5Si2Ge2, La(FeSi)13, RECo2 and RE2Fe17 series compounds and so on, is reviewed. The development prospect of rare earth magnetic refrigerant materials is outlined.Keywords: magnetocaloric effect, rare earth, magnetic refrigeration1 前言磁制冷是指以磁性材料为工质的一种新型的制冷技术,其原理是利用磁制冷材料的磁热效应(Magnetocaloric effect,MCE),即磁制冷材料等温磁化时向外界放出热量,绝热退磁时从外界吸收热量,从而达到制冷的目的。
磁制冷与传统制冷技术相比具有如下优点[1]:(1)制冷效率高达传统气体制冷的5~10倍,可以显著节省能源。
(2)固态磁制冷材料的熵密度远大于气体,制冷机体积较小,不需要大幅度的气体压缩运动,运行平稳可靠。
(3)该技术无氟利昂、氨等制冷剂,对臭氧层无破坏作用,无环境污染、无温室效应、噪音小。
La-Fe-Si系磁制冷材料腐蚀行为研究摘要La(Fe,Si)13这一系列化合物有卓越的磁热效应,它具有NaZn13型结构,作为磁制冷研究的热点材料,La(Fe,Si)13系列化合物成为全球焦点。
然而在水中,严重腐蚀是这些La(Fe,Si)13化合物不可避免的,毫无疑问这一定会对人类使用制冷机带来麻烦。
从而,对制冷材料的为何腐蚀的研究必定是至关重要的。
恰恰是由于它的重要所以在本论文中,着手于La(Fe,Si)13磁制冷材料的为何腐蚀,化合物LaFe11Co0.5Si1.5的结构被探究包括它的腐蚀过程,我们可以有的结论是得:根本原因在于LaFe11Co0.5Si1.5化合物是由三个电位有差异的相组成,这三相是:主相NaZn13型结构,其他二相分别是有α-Fe相,La相。
其中在流体介质充当电解质时,三个相得以构成原电池。
主要贡献了化合物磁热效应的是主相,然而主相作为阳极被腐蚀溶解了,那么一定会导致LaFe11Co0.5Si1.5化和物的磁熵变化降低了。
关键词:磁制冷,LaFe11Co0.5Si1.5化合物,腐蚀Study on corrosion behavior of La-Fe-Si system magnetic refrigeration materialsAbstractLa(Fe,Si) 13 this series of compounds have the remarkable magnetocaloric effect, it has NaZn13type structure, as a hotspot of research on magnetic refrigeration materials, La (Fe, Si) 13 series compounds has become a globalfocus. In the water, however, the serious corrosion is inevitable in these La (Fe, Si) 13 compounds, which undoubtedly will cause trouble for humans. Thus, the study of the corrosion of refrigerant materials must be critical. Precisely because it is so important in this thesis, set out to La (Fe, Si) 13 why corrosion of magnetic refrigeration materials, including the corrosion process,So: The root cause is that LaFe11Co0.5Si1.5 compounds are composed of three different phases: the main phase NaZn13 structure, and the other two are alpha Fe and La. When the liquid medium as an electrolyte, the three phases make up the original battery. Main contribution to the compound of magnetocaloric effect is the primary phase, main phase as anode corrosion was dissolved, however, that will lead to LaFe11Co0.5Si1.5and reduce the content of the magnetic entropy change.Key Words:Magnetic cooling,LaFe11Co0.5Si1.5 compound,Corrosion目录第一章绪论 (1)1.1引言 (1)1.2磁制冷材料简介 (2)1.2.1磁制冷材料腐蚀行为研究进展 (2)1.2.2近室温附近温度区间磁制冷材料 (2)1.3本论文的研究目的和设想 (4)第二章实验方法 (5)2.1样品制备方法 (5)2.2样品结构分析 (5)2.2.1X射线衍射分析(XRD) (5)2.2.2显微组织分析 (6)2.2.3样品磁性能测量 (6)2.3样品腐蚀行为分析 (7)2.3.1腐蚀速率测量 (7)2.3.2腐蚀产物测定 (7)2.3.3电化学分析 (8)第三章实验结果分析 (10)3.1引言 (10)3.2 LaFe11Co0.5Si1.5化合物的结构分析 (10)3.3 LaFe11Co0.5Si1.5化合物的腐蚀行为 (12)3.4结论 (17)参考文献 (18)致谢 (20)第一章绪论1.1引言当今世界,制冷技术已经从人们生活中的衣食住行到与国民经济相关的科学技术的有着不可估量的好处。
以往人们熟悉的制冷机凭借的手段是气体体积的变化,然而万万没想到的是这存在两个不可磨灭与忽视的缺点:1、冷却效率相当小这造成能源的不合理利用;2、氟利昂被泄露制冷剂对臭氧层的损害,严重威胁了地球的环境。
由此,寻找一种新型高效且不污染环境的制冷方发势在必行。
值得高兴的是在1881年,磁热效应被沃尔伯格(Warburg)发现了,由此以往,磁制冷技术由于它的高效、稳定性强且绿色环保成为了海内外专家学者探索的焦点。
磁制冷技术在最初总是被利用于低温范围,一直到30年前室温附近的磁致冷技术才渐渐的发展起来。
1996年在洛斯阿拉莫斯国家实验室以及美国航空航天局提供的资助下,席姆以及一些科研人员成功地制造出了第一台室温磁制冷机。
该制冷机使用了3公斤的金属钆做磁制冷材料,在一年半的时间里成功运行了超过1500小时的时间并且没有发生任何故障。
当磁场0变化成1.5 T的时候,该制冷机能够获得200 W的制冷量,相当于30%的(Carnot cycle)卡诺循环[1];磁场0至5 T的时候,该制冷机可以获得最大为600 W的制冷量,相当于60%的(Carnot cycle)卡诺循环。
这样的一个跨越性的研究证明了磁制冷技术的效率高、可循环制冷以及绿色环保等诸多优点。
它不仅仅全部拥有之前制冷技术的优点,并且还具有经济性好这些优势,可以大量生产。
现在温度300K左右的磁制冷材料大概有以下几类:GdSiGe系磁制冷材料、镧系金属Gd、MnAs1-x Sb x系磁制冷材料、MnFePAs系磁制冷材料、稀土锰钙钛矿磁制冷材料以及LaFe13-x M x(M=Si,Al)系磁制冷材料等。
制冷技术发展到今天这个局面,引入了磁制冷技术使得以往的以气态作为主要工质转变为现在的可以以固态作为基体材料工质。
这是革命性里程碑式的一步,固体被科学学者利用为制冷工质,从根源上防止了利用消损臭氧层的,有害身体健康的气体,磁制冷技术是举世无双的、绝对清洁的制冷技术[2-4]。
1.2磁制冷材料简介就目前而言,磁制冷技术毫无置疑地是利用磁热效应(磁热效应是磁性材料的根本属性,)是指凭借外磁场发生了改变而伴有吸热和放热的材料内部发生磁熵变的物理现象。
Fe的磁热效应最早是由沃伯格(Warburg)在1881年发现的,德百(Debye [5])和吉奥格(Giauque [6])总结归纳磁热效应制冷方法论。
磁制冷技术从这个时候被利用在低温制冷。
美国航空航天局的布朗(Brown [7]) 1976年时首次利用磁制冷技术在室温范围告捷,布朗(Brown )用金属钆(固态)作为磁制冷工质,在隔绝外界热量交流的前提下,47k K 的温度跨越在7 T 的超导磁场中获得了。
美国的皮查斯金(Pecharsky )以及卡驰耐得(Gachneider )等[8]研究人员在1977年发现了Gd 5SiGe 2 材料的巨磁热效应,研究人员料定这种材料会在室温磁冰箱以及液化氢方面大显作为。
总而言之,磁性材料在技术上和经济上都表明了它可以被用作制冷,并且着手于扩大它的适用范围和使用领域有着不可磨灭的意义。
1.2.1磁制冷材料的腐蚀就目前的凭借磁制冷技术为核心制造的制冷机,务必要凭借液态物质作为中介流体在固体工质直接随着流动带走热量,从而使温度变化,达到温度降低制冷的目的。
一说到液体,首先进入我们脑海的就是水,为什么?因为水在世界各处我们都能利用很经济的手段得到它,水是环保的以及它的流动性能非常之好。
然而,事物都有两面性,相对而言,它有个不可忽视的缺点——溶解腐蚀掉把金属或者金属类化合物作为制冷机磁制冷基体材料。
这个缺点带来的不可忽视的是——我们要频繁的更换制冷机内的基体材料然而即使这样也不能提高因为腐蚀消耗带来的低效率,并且这种方法可操作性不强经济型太差。
由而引起了我们对磁制冷材料的腐蚀的兴趣,当然这特别重要。
磁制冷材料的腐蚀与液态介质有关、与基体金属材料本身属性有关、与制作工艺有关。
我们是站在巨人的肩膀上的,前人主要着手于Nd-Fe-B 合金,而我们必须借助前人的总结的原理与结论,以此来开展我们的腐蚀研究。
1.2.2在300K 附近温度区间磁制冷材料在最近这几年,室温磁制冷材料的研究由于室温磁制冷技术所具有的优越性得到了极大的发展。
从热力学观点可以得出结论——在磁场变化的前提下,磁场的大小对S L (晶格熵)、S e (电子熵)来说没有任何变化,相当于定值,能够在磁场变化下有改变的只有ΔS M (磁熵变化)。
从热力学观点着手对于铁磁性材料来说,可以推出以下关系:222M 20,(1)= - 6(-)HJ B B c H P N g J J M S dH H T k T T μ⋅⋅⋅+∂⎛⎫∆= ⎪∂⎝⎭⎰ (1-1)()2222,,,0(1)6-HJ B ad H p H p H p B c N g J J T M T T dH H C T C k T T μ⋅⋅⋅+∂⎛⎫∆=-= ⎪∂⎝⎭⎰ (1-2) 通过分析两个公式,在300K 左右磁制冷材料如何选取可以有一下六点归纳总结:1.铁磁材料,因为其有磁熵变化;2.应该选用有较高德拜温度的磁制冷材料来减小S L 、S e ;3.要选用的材料需具有较大的J 、g 因子达到获得足够大的ΔS M 地目的;4.需选取居里温度在制冷循环范围以内的磁制冷材料来保证ΔS M 在T=T c 处能得到最大值;5.要选取磁制冷材料比热很小、ΔT ad 较大、而且热导率很高,这样才能力保瞬间有效地将释放的热量传走;6.尽量选取在居里温度T c 附近容易一级磁相变的制冷材料,这样能够让它的磁热效应尽可能的大。