La（Fe，Si）-,13-化合物的磁性、磁場誘導(dǎo)的熵變及相變研究.pdf

1、室溫磁制冷是近些年來發(fā)展起來的一項新的有前景的技術(shù)。La(Fe，Si)13體系中存在大的磁熱效應(yīng)，是一種很有應(yīng)用潛力的磁制冷材料。研究鐵基La(Fe，Si)13化合物的磁性、磁場誘導(dǎo)的熵變及相變性質(zhì)等可以為磁制冷樣機的研制提供指導(dǎo)。通過真空電弧熔煉，得到La(Fe，Si)13合金錠，部分樣品用甩帶方法獲得條帶，然后將這些樣品在1000～1050℃熱處理20hr.～50d.不等，獲得單相NaZn13型LaFe13-xSix(1.2≤x≤2

2、.2)化合物。本文系統(tǒng)地研究了鐵基La(Fe，Si)13化合物的磁性、磁場誘導(dǎo)的熵變及相變性質(zhì)，主要結(jié)果如下： 1.基于Maxwell關(guān)系式計算出在不同磁場下LaFe13-xSix(1.2≤x≤2.2)化合物的熵變△S。用Landau的二級相變理論及平均場近似下的標(biāo)度律，分析擬合了LaFe13-xSix化合物△S與H之間的關(guān)系，對于具有一級和二級相變的材料，發(fā)現(xiàn)均存在△S∝H2/3的關(guān)系，只是擬合得到的參數(shù)不同。采用熵變峰值擬合

3、得到的參數(shù)能夠反映材料中一級磁性相變的程度。 2.研究了LaFe13-xSix(x=1.2～1.7)化合物的順磁磁化率χ，認(rèn)為順磁磁化率χ與溫度T間的關(guān)系形式上滿足居里—外斯定律，擬合得到的居里常數(shù)與計算得到的居里常數(shù)數(shù)量級相同。 3.研究了LaFe13-xSix(x=1.3，1.4，1.5)化合物的相變溫度TC與外磁場H間的關(guān)系，在磁場不太大時，TC=a+bμ0H和TC2(H)-TC2(0)∝H均能很好地描述實驗結(jié)果，

4、但在磁場很大時，線性關(guān)系與實驗點存在很大偏離，但TC2(H)-TC2(0)∝H仍能很好地描述實驗結(jié)果。 4.研究了LaFe13-xSix(x=1.2)條帶樣品的磁熱效應(yīng)，其在0～5T、0～10T和0～13T外磁場變化下的近平臺處的最大熵變分別為：27.4J/kgK、30.2J/kgK和31.4J/kgK。并初步研究了熱平衡問題，測量磁化曲線的過程中測量定磁場下的磁化強度隨時間的變化表明系統(tǒng)處于熱平衡至少需要300s。 5

5、.研究了塊狀樣品LaFe13-xSix(x=1.5)化合物的磁熱效應(yīng)，0～5T、0～10T和0～13T外磁場變化下的近平臺處的最大熵變分別為：24.3J/kgK、28.2J/kgK和29.9J/kgK，并初步研究了熱平衡問題，無論是測量磁化曲線的過程中，測量定磁場下的磁化強度隨時間的變化M～t，還是每測完一個磁場下的M～t后，將磁場降為零或是加磁場至樣品基本磁化至飽和，均表明系統(tǒng)在約300s內(nèi)就能達到熱平衡。且對于降場段的M～t可很好地