【摘 要】
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不同于传统的制冷技术,磁制冷是运用工质的磁热效应进行制冷的一种新型制冷模式,具有效率高、噪音小和绿色无污染的优点。铁基非晶磁热材料以其较低的磁滞和热滞,较好的耐腐
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不同于传统的制冷技术,磁制冷是运用工质的磁热效应进行制冷的一种新型制冷模式,具有效率高、噪音小和绿色无污染的优点。铁基非晶磁热材料以其较低的磁滞和热滞,较好的耐腐蚀性以及低廉的成本,近些年已成为磁热工质材料的热点之一。本论文的工作主要针对铁基块体非晶态合金的磁热性能展开研究,具体包括以下两部分:(1)具有近室温磁热效应的Fe71Mo9P13C7块体非晶态合金磁热性能的研究。实验中利用Fluxing和J-Quenching技术成功制备出临界尺寸为1.3 mm的Fe71Mo9P13C7块体非晶态合金。Fe71Mo9P13C7块体非晶态合金样品的饱和磁化强度为0.55 T。在最大外加磁场5 T时,该块体非晶态合金的最大等温磁熵变为2.57 J/(kg K),制冷能力为305.57 J/kg。相比于其它铁基非晶态合金,Fe71Mo9P13C7的磁热性能并不是很突出,这可能是由于Fe原子和Mo原子间发生的反铁磁性耦合所导致。但Fe71Mo9P13C7块体非晶态合金的居里温度低至355 K,接近室温,因此有望用于室温磁制冷,具有重要的应用价值。(2)Fe25Co25Ni25Mo5P10B10高熵块体非晶态合金磁热性能的研究。通过Fluxing提纯以及J-Quenching技术我们成功制备出了直径约为1.2 mm的Fe25Co25Ni25Mo5P10B10高熵块体非晶态合金棒。测试结果表明,Fe25Co25Ni25Mo5P10B10高熵块体非晶态合金的居里温度为560 K,外加磁场为1.5 T时的最大磁熵变值为0.80 J/(kg K),制冷能力为135.4 J/kg;5 T磁场下的最大磁熵变值为1.88 J/(kg K),制冷能力为310.2 J/kg。与其它非晶态合金磁热性能的对比表明,高熵效应对目前高熵块体非晶态合金的磁熵变值似乎并没有促进作用,但高熵效应使得目前高熵块体非晶态合金的磁熵变随温度变化曲线具有较大的半高宽温度区间,从而导致较大的制冷能力。
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