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《稀土Gd基非晶納米晶復合磁制冷材料的制備與性能研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內(nèi)容在學術論文-天天文庫。
1、碩士學位論文稀土Gd基非晶納米晶復合磁制冷材料的制備與性能研究作者姓名莫瀚堯學科專業(yè)材料加工工程指導教師鐘喜春副教授所在學院材料科學與工程學院論文提交日期2018年5月PreparationandpropertyinvestigationofrareearthGd–basedcompositemagneticrefrigerationmaterialswithamorphous–nanocrystallinestructureAThesisSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：MoHanyaoSupervisor：Asso.Prof.ZhongXichu
2、nSouthChinaUniversityofTechnologyGuangzhou,China分類號：TB64學校代號：10561學號：201520115926華南理工大學碩士學位論文稀土Gd基非晶納米晶復合磁制冷材料的制備與性能研究作者姓名：莫瀚堯指導教師姓名、職稱：鐘喜春副教授申請學位級別：碩士學科專業(yè)名稱：材料加工工程研究方向：磁性材料及器件論文提交日期：2018年5月2日論文答辯日期：2018年6月4日學位授予單位：華南理工大學學位授予日期：年月日答辯委員會成員：主席：邱萬奇教授委員：張新平教授；馬驍副教授；王剛副教授；袁斌教授摘要基于磁熱效應（MCE）的磁制冷技術（MR）具備高效節(jié)
3、能，環(huán)境友好和易于小型化的優(yōu)勢，被認為是最有前途取代氣體壓縮制冷的綠色制冷技術。埃里克森循環(huán)作為一種再生循環(huán)非常適合于大溫跨磁制冷機并被廣泛采用。為了實現(xiàn)埃里克森循環(huán)的高效運行，需要在工作溫度范圍內(nèi)保持恒定的磁熵變（ΔSM），且寬化的(?ΔSM)?T曲線會導致更大的制冷能力（RC），因而開發(fā)具備寬化甚至平臺狀(?ΔSM)的磁制冷材料至關重要。構建具備多重磁相變的原位非晶納米晶復合結構是一種獲得平臺狀（?ΔSM）的可行方式。在本論文中，我們以Gd–Co(Fe)–Mn(Zn,B)系列合金為研究對象，通過成分調(diào)控和晶化熱處理的辦法，成功構建了具備多重磁相變的Gd基非晶納米晶復合結構并獲得了平臺狀的(
4、?ΔSM)?T曲線與優(yōu)化的制冷能力RC。我們以單輥快淬工藝制備得到Gd55Co45–xMnx（x=5,10,15,20）快淬合金。XRD結果表明所有Gd55Co45–xMnx合金均為非晶結構。隨著Mn含量的增加，Gd55Co45–xMn（xx=5,10,15,20）快淬合金的居里溫度Tmax均減小。研究了晶化熱處理C和磁熵變峰值(–ΔSM)保溫時間對磁熱性能的影響以確定獲得最佳RC的工藝。經(jīng)后續(xù)600K/30min晶化熱處理，退火態(tài)Gd55Co35Mn10合金展現(xiàn)出平臺狀的(?ΔSM)?T曲線與優(yōu)化的RC。在0–5T外加磁場下，退火態(tài)Gd55Co35Mn10合金在137–180K溫區(qū)出現(xiàn)磁熵變
5、平臺且具有最優(yōu)的RC值（536J/kg）。平臺狀的(?ΔSM)?T曲線歸結于析出的Gd3(Co,Mn)和Gd12(Co,Mn)7相與非晶基體的共同影響。以50m/s銅輥線速度制備的Gd65–xCo35Zn10（x=0,10,20）快淬合金為非晶結構。隨Gd含量的減少，磁熵變峰值(–ΔSmaxM)單調(diào)遞減而居里溫度TC單調(diào)遞增。Gd65Co35Zn10快淬合金經(jīng)600K分別保溫30，40和60min的熱處理后，XRD與TEM分析結果表明退火態(tài)Gd65Co35Zn10合金條帶中析出了Gd3(Co,Zn)和Gd12(Co,Zn)7相。0–5T外加磁場下，退火態(tài)Gd65Co35Zn10合金條帶呈現(xiàn)溫跨
6、從68到198K的磁熵變平臺，以及與之伴隨的寬溫區(qū)大磁熱效應（RCAREA達773J/kg）。此外，退火態(tài)Gd55Co35Zn10合金在154–204K溫區(qū)出現(xiàn)磁熵變平臺，其RCAREA達619J/kg。最后，我們研究了Gd–Fe–Zn與Gd–Fe–B非晶納米晶體系。B含量更高的Gd65Fe30B5快淬合金展現(xiàn)出2個分別在在132和156K處的磁性轉變，與Gd65Fe35–xBx（x=0,1,3）快淬合金在~290K處的一個磁性轉變截然不同。降低輥速能提高Gd65Fe30B5快淬合金的磁熱效應。以30m/s銅輥線速度制備的Gd65Fe30B5快淬合金在5T外加磁場下，磁熱性I能為(–ΔSmax
7、M)=12.12J/(kg?K)，RC=903J/kg。盡管沒能獲得平臺狀磁熵變曲線，Gd65Fe25Zn10快淬合金與Gd65Fe35–xBx（x=0,1,3）快淬合金均展現(xiàn)出優(yōu)于一些室溫溫區(qū)磁制冷材料的RC，因此有潛力作為候選的室溫磁制冷材料。關鍵詞：磁制冷；晶化熱處理；非晶納米晶合金；Gd–Co(Fe)–Mn(Zn,B)系合金；磁熱效應；IIAbstractMagneticrefrigera
