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mjx150

荣誉版主 (正式写手)

[交流] 磁制冷材料的种类及其制备方法大讨论

磁制冷材料的种类及其制备方法大讨论



磁制冷材料又称磁热材料，是基于材料在外加磁场中磁矩变化而产生吸放热的现象来实现制冷的，据称前景很客观。自从1976年Brown实现了室温制冷后，对其研究就广泛化了，从性能最好的Gd到巨磁热效应的Gd-Si-Ge(5:4)合金、La-Fe-Si(1:13)合金、Mn基合金，还有性价比很高的Gd基非晶合金，但这些合金对于磁热的应用都或多或少的存在问题......磁热材料好像已经出现了瓶颈，而我们即是要聚在一起探讨各个合金体系的优缺点，包括测试的优缺点、建议等，以期整理出磁热材料的性能集合、前景和展望



要求：论述各种磁制冷材料的性能、制备方法、应用化前景等


奖项对于精彩的回帖给予BB奖励，以及申请FPI


PS：也可以提出好的建议，比如性能的测试方法等；也可以阐述研究过程中遇到的实验困难或者理论疑惑的地方。

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1楼 2013-11-25 13:14:16
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wbcui

至尊木虫 (知名作家)
★ ★ ★ ★ ★ ★
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mjx150: 金币+5 2013-11-25 22:33:56
磁制冷材料基本分为以下几类：

1. MnFe（P,As)基，也就是以Fe2P结构为基，其他元素替代，
2. MnAs基，
3. La（Fe，Si）基稀土铁的1:13相，Fe可以用Si，Al，Co替代，并可以渗氢作为间隙原子
4. （La，Ca）MnO3为代表的钙钛矿氧化物
5 RFe2基laves相金属间化合物，R为稀土元素
6  Ni-Mn基、具有马氏体相变的材料，比如Ni-Mn-Ga, Ni-Mn-Sb, Ni-Mn-Sn等
7 稀土基非晶材料，这类没有比较显著的代表性材料，相变温度都在室温一下，在液氮温度-150K之间

还有其他磁制冷方面的材料，不过类别都比较小，比如RMn6Fe6的，Mn5Si3的，都是比较小的类别。
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7楼2013-11-25 21:41:46
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nono2009

超级版主 (文学泰斗)
★ ★
小木虫: 金币+0.5, 给个红包，谢谢回帖
mjx150: 金币+1, 欢迎交流 2013-11-25 22:34:26
非常好。期待从活动中学习
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3楼2013-11-25 13:32:55
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mjx150

荣誉版主 (正式写手)
引用回帖:
7楼: Originally posted by wbcui at 2013-11-25 21:41:46
磁制冷材料基本分为以下几类：

1. MnFe（P,As)基，也就是以Fe2P结构为基，其他元素替代，
2. MnAs基，
3. La（Fe，Si）基稀土铁的1:13相，Fe可以用Si，Al，Co替代，并可以渗氢作为间隙原子
4. （La，Ca）MnO3 ...

Mn基的那些材料，磁熵变确实好大，但是滞后效应也很明显，目前对滞后的问题是重视但是束手无策。
La-Fe-Si确实是很好的材料，滞后效应也有办法控制。
（La，Ca）MnO3为代表的钙钛矿氧化物应用前景不大
RFe2基laves相金属间化合物，R为稀土元素，金属间化合物材料主要还有RAl2、RCo2等材料。
稀土非晶材料还是很不错的，转变温度也有200多K的，这类材料中也不乏磁熵变堪比纯Gd的材料，如Gd-Co系非晶。其制冷量也高于Gd。
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8楼2013-11-25 22:46:23
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wbcui

至尊木虫 (知名作家)
★
小木虫: 金币+0.5, 给个红包，谢谢回帖
引用回帖:
8楼: Originally posted by mjx150 at 2013-11-25 23:46:23
Mn基的那些材料，磁熵变确实好大，但是滞后效应也很明显，目前对滞后的问题是重视但是束手无策。
La-Fe-Si确实是很好的材料，滞后效应也有办法控制。
（La，Ca）MnO3为代表的钙钛矿氧化物应用前景不大
RFe2基la ...

稀土非晶材料是最没前途的，谁会吧成本高的稀土做成磁制冷？此类磁制冷的工作温区基本在200k一下，不在室温，而且，非晶的磁化强度肯定比对应晶体的磁化强度低，磁熵变也会变小。而且，稀土磁距排列与3d金属磁距排列一般都是反平行，被抵消一部分，所以磁距会变小的。
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9楼2013-11-26 00:57:32
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