La(Fe,Si) 13 系磁制冷材料的改性研究

发布时间：2023-07-26 20:15

　　磁制冷技术是一种新兴的制冷技术,它具有绿色环保、高效节能、噪音小、可靠性高等优点,应用前景十分广阔。磁制冷技术的关键是磁制冷材料,NaZn13型La(Fe,Si)13合金基于其无毒无害、原料成本低、巨磁热效应等优点,成为最具有应用前景的室温磁制冷材料之一。然而其居里温度较低(200K左右)、力学性能和导热性较差,无法满足室温制冷应用的需求,已有研究发现掺入间隙H原子可以使La(Fe,Si)13化合物的居里温度达到室温。传统的气体渗氢技术具有耗能高,工艺繁琐且成品力学性能差等潜在在弊端,本论文采用固态态渗工艺制备样品,将储氢合金Sm5Mg41Hx与La(Fe,Si)13系合金粉末以及焊锡粉按一定比例均匀混合进行冷压及低温热压处理,然后在较高温下进行渗氢处理,在达到渗氢效果的同时实现材料的成型,从而改善材料的力学性能,提高其致密度。获得的主要结论如下:将LaFe1165Si1i35与Sm5Mg41Hx按照质量比为9:1的比例均匀混合,进行冷压成型后通过不同温度的热处理制备(LaFe1i 65Si1.35+Sm5Mg41Hx)复合样品,复合样品的居里温度(Tc)均提高了150 K左右,而且在...

【文章页数】：72 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 磁制冷技术的研究背景
    1.2 磁制冷技术简介
        1.2.1 磁制冷技术的基本原理
        1.2.2 磁热效应的热力学基础
        1.2.3 磁制冷材料的选择依据
    1.3 磁制冷材料的研究
    1.4 La(Fe,Si)₁₃磁制冷材料的研究
        1.4.1 La(Fe,Si)₁₃系磁制冷材料的结构
        1.4.2 La(Fe,Si)₁₃系化合物的改性研究
    1.5 研究目的与研究内容
2 实验设备及实验方法
    2.1 实验设备
    2.2 样品制备和热处理
        2.2.1 冷压真空热处理制备(LaFe_11.65Si_1.35+Sm₅Mg₄₁H_x)复合块体
        2.2.2 冷压真空热处理制备(La_0.8Ce_0.2Fe_11.47Mn_0.23Si_1.3+ Sm₅Mg₄₁H_x)复合块体
        2.2.3 不同成型工艺制备(La_0.8Ce_0.2Fe_11.47Mn_0.23Si_1.3+Sm₅Mg₄₁H_x+焊锡粉)复合块体
    2.3 样品的性能测试
        2.3.1 样品的物相分析
        2.3.2 样品的形貌及组织分析
        2.3.3 磁性能测试
        2.3.4 样品的力学性能测试
3 不同热处理温度对(LaFe_11.65Si_1.35+Sm₅Mg₄₁H_x)复合样品磁热性能的影响
    3.1 引言
    3.2 实验部分
    3.3 结果与分析
        3.3.1 (LaFe_11.65Si_1.35+Sm₅Mg₄₁H_x)复合样品的相组成分析
        3.3.2 LaFe_11.65Si_1.35样品与(LaFe_11.65Si_1.35+Sm₅Mg₄₁H_x)复合样品的热磁转变
        3.3.3 LaFe_11.65Si_1.35样品与(LaFe_11.65Si_1.35+Sm₅Mg₄₁H_x)复合样品的磁热性能
    3.4 小结
4 (La_0.8Ce_0.2Fe_11.47Mn_0.23Si_1.3+Sm₅Mg₄₁H_x)复合样品的性能研究
    4.0 引言
    4.1 实验部分
    4.2 不同SM₅MG₄₁H_x含量对(LA_0.8CE_0.2FE_11.47MN_0.23SI_1.3+SM₅MG₄₁H_x)复合样品磁热性能的影响
        4.2.1 La_0.8Ce_0.2Fe_11.47Mn_0.23Si_1.3+和(La_0.8Ce_0.2Fe_11.47Mn_0.23Si_1.3+不同比例Sm₅Mg₄₁H_x)复合样品的相组成
        4.2.2 (La_0.8Ce_0.2Fe_11.47Mn_0.23Si_1.3+Sm₅Mg₄₁H_x)复合样品的磁热性能分析
    4.3 放氢后(LA_0.8CE_0.2FE_11.47MN_0.23SI_1.3的性能变化
        4.3.1 放氢后(La_0.8Ce_0.2Fe_11.47Mn_0.23Si_1.3+Sm₅Mg₄₁H_x)复合样品的相组成分
        4.3.2 放氢后(La_0.8Ce_0.2Fe_11.47Mn_0.23Si_1.3+Sm₅Mg₄₁H_x)复合样品的磁热性能分析
    4.4 脱氢(LA_0.8CE_0.2FE_11.47MN_0.23SI_1.3性能的再修复
        4.4.1 (La_0.8Ce_0.2Fe_11.47Mn_0.23Si_1.3和(La_0.8Ce_0.2Fe_11.47Mn_0.23Si_1.3+不同比例Sm₅Mg₄₁H_x)复合样品的相组成分
        4.4.2 La_0.8Ce_0.2Fe_11.47Mn_0.23Si_1.3+和La_0.8Ce_0.2Fe_11.47Mn_0.23Si_1.3+不同比例Sm₅Mg₄₁H_x)复合样品的磁热性能分析
        4.4.3 渗氢及再修复后(La_0.8Ce_0.2Fe_11.47Mn_0.23Si_1.3+Sm₅Mg₄₁H_x)复合样品磁制冷性能对比
    4.5 小结
5 (La_0.8Ce_0.2Fe_11.47Mn_0.23Si_1.3H_x+Sm₅Mg₄₁H_x+不同比例焊锡粉)复合样品的性能研究
    5.1 引言
    5.2 实验部分
    5.3 添加不同比例焊锡粉对(LA_0.8CE_0.2FE_11.47MN_0.23SI_1.3+SM₅MG₄₁H_x+)复合样品的磁热性能及力学性能的影响
        5.3.1 (La_0.8Ce_0.2Fe_11.47Mn_0.23Si_1.3+Sm₅Mg₄₁H_x+焊锡粉)复合样品的物相分析
        5.3.2 (La_0.8Ce_0.2Fe_11.47Mn_0.23Si_1.3+Sm₅Mg₄₁H_x+焊锡粉)复合样品的磁热性能分析
        5.3.3 (La_0.8Ce_0.2Fe_11.47Mn_0.23Si_1.3+Sm₅Mg₄₁H_x+焊锡粉)复合样品的微观组织及致密度
        5.3.4 (La_0.8Ce_0.2Fe_11.47Mn_0.23Si_1.3+Sm₅Mg₄₁H_x+Sn_3.0Ag_0.5Cu)复合样品的力学性能分析
    5.4 成型工艺对(LA_0.8CE_0.2FE_11.47MN_0.23SI_1.3+SM₅MG₄₁H_x+20 WT.%焊锡粉)复合样品性能的影响
        5.4.1 不同成型方法制备的(La_0.8Ce_0.2Fe_11.47Mn_0.23Si_1.3+Sm₅Mg₄₁H_x+20 wt.%焊锡粉)复合样品的物相分析
        5.4.2 不同成型方法制备的(La_0.8Ce_0.2Fe_11.47Mn_0.23Si_1.3+Sm₅Mg₄₁H_x+20 wt.%焊锡粉)复合样品的磁热性能分析
        5.4.3 不同成型方法制备的(La_0.8Ce_0.2Fe_11.47Mn_0.23Si_1.3+Sm₅Mg₄₁H_x+20 wt.%焊锡粉)复合样品的微观形貌
    5.5 小结
6 结论
致谢
参考文献



本文编号：3837483