室温磁制冷材料GdAl系合金磁热效应的研究

摘要

在全面了解国内外磁制冷材料的基础上，详细综述了室温磁制冷材料的发展现状及趋势。围绕Gd3Al2系列合金的磁热效应进行了深入研究，目的是寻找在永磁体提供的低磁场条件下能制成磁液体并具有较大磁热效应的材料。 采用真空高频磁悬浮炉制备了磁制冷材料Gd3+xAl2-x(x=0，0.1，0.2，0.3)合金、Gd3-xMnxAl2(x=0.1，0.2，0.3)合金、Gd3Al2-xSix(x=0.1，0.2，0.5，0.8)合金和Gd3-xZnxAl2(x=0.1，0.3，0.6)合金，采用自制的磁热效应直接测量装置测量了所有合金在1.5T磁场下的磁热效应，用振动样品磁强计测试了典型合金在1.5T磁场下的磁热效应，利用X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)技术分析了材料的结构和微观组织。研究结果表明： 1.Gd3Al2合金很难形成单相Gd3Al2，合金中除主相Gd3Al2外，可能还有少量的Gd2Al相和GdAl相。 2.少量Gd、Mn、Si和Zn元素分别加入Gd3Al2合金中形成的系列合金仍具有Gd3Al2合金的晶体结构。 3.少量Gd、Mn和Zn元素的加入可以将Gd3Al2合金的居里温度提高到室温范围。Si替代Al后形成的Gd3Al2-xSix系列合金的居里温度略有下降。 4.10％的Gd可以使Gd3Al2合金的磁热效应提高，但变化不大：随着Mn、Si和Zn元素含量的增加，磁热效应下降。 5.少量Gd、Mn和Zn元素的加入没有改变Gd3Al2合金△Tad-T曲线的特征，且Mn和Zn元素的加入降低了成本。 综上所述，Gd3+xAl2-x系列合金、Gd3-xMnxAl2系列合金和Gd3-xZnxAl2系列合金是可供选择的能制成磁液体的室温磁制冷材料。

目录

文摘

英文文摘

独创性说明及关于论文使用授权的说明

引 言

1文献综述

2 Gd3Al2系列合金磁热效应的研究

2.1前言

2.2材料的选择依据

2.3实验方法

2.4 Gd3+xAl2-x合金磁热效应的研究

2.5 Gd3-xMnxAl2合金磁热效应的研究

2.6 Gd3Al2-xSix合金磁热效应的研究

2.7 Gd3-xZnxAl2合金磁热效应的研究

结 论

参考文献

在学研究成果

致 谢