Ni基半Heusler合金的磁性、电性与磁卡效应研究

摘要

磁制冷技术由于节能、效率高、无环境污染、设备紧凑、可靠性强等一系列优点，被全球公认为是取代氟利昂的最佳制冷方式，是最有前途的绿色制冷技术。因此，磁制冷理论与技术的研究是学术和工程界热门的课题，具备十分广阔的应用前景。
　　 本文主要采用电弧熔炼法制备了CoxNi71-xAl29 (x =35，36，37)和Ni49-xCuxMn39Sb12 (x =0，1，2)系列合金样品。通过X射线衍射(XRD)手段分析样品的结构；用超导量子干涉仪(SQUID)测量样品的磁性和电性。系统地研究了这些化合物的磁性、电性、磁输运特性及磁卡效应。
　　 在CoxNi71-xAl29 (x =35，36，37)系列合金中，我们使用快淬法对其进行退火。并研究了样品的结构、磁性及磁输运特性。X射线能谱揭示三个样品均为单相合金。在升温过程中，CoxNi71-xAl29系列合金发生了从马氏体→奥氏体的转变，而在降温过程中则发生奥氏体→马氏体的转变。输运性能测量显示，CoxNi71-xAl29出现了正的磁电阻，最大磁电阻可达到12.3[％]。
　　 在Ni49-xCuxMn39Sb12 (x =0，1，2)系列合金中，我们使用退火炉对其进行退火。并系统的研究了样品的结构、磁性及磁卡效应。X射线衍射分析表明样品是单相合金。在10 mT磁场下，样品在升、降温测量过程中，存在马氏体到奥氏体的结构转变和铁磁性消失的居里温度。由M-T曲线可看出，加入铜的样品磁化强度明显增大，但随着铜量的增大，磁化强度增加的不大。随着x值的增加，居里温度增加明显。由M-H曲线可得知，由于铜的加入，样品的饱和磁化强度明显增大，且随着铜量的增加，饱和磁化强度增加的越明显，其最大饱和磁化强度为43Am2/kg。由Ni49-xCuxMn39Sb12系列合金磁熵变与温度的关系曲线可知，随着Cu取代Ni的比例增大，磁熵变逐渐减小，最大磁熵变为9.2J/kg·K。