导　　师： 曾德长; Ekkes Brück

授予学位： 博士

作　　者： (）;

机构地区： 华南理工大学

摘　　要： 由于其零排放、高效率的优势,室温磁制冷技术被认为是新一代的新型制冷技术,可应用在在空调、家用冰箱、冷库等储能技术中。磁制冷技术是通过利用巨磁热材料中由磁场可以引发温度变化的这个特性来工作。巨磁热效应起源于材料的磁结构相变,一般来说,磁结构相变可以分为一级磁结构相变和二级磁性相变。一级磁结构相变可提供大的磁熵变,但通常伴随着大的磁滞和热滞,从而显着降低了制冷效率。尽管二级磁性相变没有磁滞和热滞,但磁熵变和绝热温变通常还不够大。因此,最佳的磁热材料应该是在一级磁结构相变和二级磁性相变的相变临界点处附近寻求,这样可以同时获得具有小磁滞和巨磁熵变的材料。在本论文中,系统地研究通过改变化学计量,退火温度和时间以及掺杂钒,来调控铁基和锰基合金中的相变和临界现象。当上述参数得到精确和细微的调控之后,可以制备在临界点附近具有优异性能的磁热材料。首先,可以通过微调非化学计量La1-xFe11.4+xSi1.6（x=0,0.05,0.10,0.15和0.20）合金中的Fe/La比来调控从一级磁结构相变到二级磁性相变的转变。通过添加过量的Fe原子来获得接近化学计量比的NaZn13型相。当x值从0.00增加到0.20时,由于晶格收缩,居里温度（TC）从198.6上升到216.6K,磁熵变（|ΔSM|）在0-2 T时由18.4降低到8.0 J/（kg·K）,在0–5 T时由22.5降低到13.8 J/（kg·K）,这是由于一级巡游电子转变（IEM）变为二级磁相变的原因。它们的有效制冷功率在0-5 T时从347.6降至为245.9 J/kg,这与Gd5Si2Ge1.9Fe0.1的值相当。在La1-xFe11.4+xSi1.6中,诱导从一级到二级的转变的主要因素可能是NaZn13相的Fe/La比率。当x的值由0.00增加到0.20时,热滞减小了87%到0.3 K,磁滞减少了90%,在0-5 T时只有1.4 J/kg;在相变的临界区域,x=0.15的材料可获得巨磁热效应（TC=205.6 K）,在0-2 T时时,磁熵变为11.8

关 键 词： 磁热效应 相变 临界行为 熵

领　　域： []