Er3Ni吸氫特性及熱物性研究.pdf

1、回?zé)崾降蜏刂评錂C(jī)在超導(dǎo)器件及紅外探測(cè)儀等電子設(shè)備的冷卻等眾多場(chǎng)合獲得越來(lái)越廣泛的應(yīng)用,對(duì)其制冷溫度、制冷量和效率等提出了更高的要求?；?zé)崞魇腔責(zé)崾降蜏刂评錂C(jī)的關(guān)鍵部件,回?zé)岵牧?蓄冷材料)的熱物性對(duì)制冷性能具有決定性的影響。傳統(tǒng)蓄冷材料的比熱在低溫下會(huì)急劇下降,甚至低于氦氣的比熱,此時(shí)回?zé)崞餍蕦?yán)重降低而制冷機(jī)無(wú)法進(jìn)一步降溫。磁性蓄冷材料的出現(xiàn)很大程度上解決了該難題,這是由于該種材料在低溫下發(fā)生磁相變時(shí)會(huì)產(chǎn)生異常的比熱峰值,彌補(bǔ)了傳統(tǒng)

2、蓄冷材料在低溫下比熱不足而限制制冷性能的缺點(diǎn)。不同磁性蓄冷材料出現(xiàn)比熱峰值的溫度(磁相變溫度)也不盡相同,例如常用的HoCu2,Er3Ni和GdAlO3的磁相變溫度分別為9.7K,7.4K和3.8K,都可用作液氦溫區(qū)回?zé)崾降蜏刂评錂C(jī)的蓄冷材料。
　　 在以Er3Ni作為低溫級(jí)蓄冷填料并采用He-H2混合工質(zhì)提升脈管制冷性能的實(shí)驗(yàn)中,發(fā)現(xiàn)其在液氫溫區(qū)的制冷性能提高比從He-H2混合工質(zhì)角度根據(jù)熱力學(xué)分析預(yù)測(cè)值要大20％左右,初步認(rèn)

3、為是因?yàn)镋r3Ni與H2發(fā)生反應(yīng)而生成可能具有更高比熱的Er3NiHx。鑒于前人有關(guān)Er3Ni氫化及其氫化物的研究主要集中于對(duì)其電磁性質(zhì)方面,而對(duì)Er3Ni氫化反應(yīng)特性和氫化物的穩(wěn)定性、熱物性等對(duì)低溫制冷機(jī)應(yīng)用非常重要的特性尚未有報(bào)道,因此我們計(jì)劃著重對(duì)此方面開展研究。
　　 本文首先闡述了金屬吸氫的機(jī)理,在此基礎(chǔ)上類比分析了Er3Ni吸氫的機(jī)理。搭建了一套氫化反應(yīng)特性實(shí)驗(yàn)裝置,對(duì)Er3Ni氫化反應(yīng)的工藝等進(jìn)行探索,著重研究了粒