La（Fe，Si）-,13-化合物的磁性、磁場(chǎng)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(xiàng)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(chǎng)誘導(dǎo)的熵變及相變性質(zhì)等可以為磁制冷樣機(jī)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(chǎng)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(jì)算出在不同磁場(chǎng)下LaFe13-xSix(1.2≤x≤2.2)化合物的熵變△S。用Landau的二級(jí)相變理論及平均場(chǎng)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(duì)于具有一級(jí)和二級(jí)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(jí)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(jì)算得到的居里常數(shù)數(shù)量級(jí)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(chǎng)H間的關(guān)系，在磁場(chǎng)不太大時(shí)，TC=a+bμ0H和TC2(H)-TC2(0)∝H均能很好地描述實(shí)驗(yàn)結(jié)果，

4、但在磁場(chǎng)很大時(shí)，線性關(guān)系與實(shí)驗(yàn)點(diǎn)存在很大偏離，但TC2(H)-TC2(0)∝H仍能很好地描述實(shí)驗(yàn)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(chǎng)變化下的近平臺(tái)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(cè)量磁化曲線的過程中測(cè)量定磁場(chǎng)下的磁化強(qiáng)度隨時(shí)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(chǎng)變化下的近平臺(tái)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(cè)量磁化曲線的過程中，測(cè)量定磁場(chǎng)下的磁化強(qiáng)度隨時(shí)間的變化M～t，還是每測(cè)完一個(gè)磁場(chǎng)下的M～t后，將磁場(chǎng)降為零或是加磁場(chǎng)至樣品基本磁化至飽和，均表明系統(tǒng)在約300s內(nèi)就能達(dá)到熱平衡。且對(duì)于降場(chǎng)段的M～t可很好地