發(fā)布時(shí)間：2021-01-25 20:49

　　磁制冷技術(shù)作為一種更加清潔高效的制冷方式而受到了人們的廣泛關(guān)注。作為磁制冷技術(shù)的核心,磁熱材料的研發(fā)一直是材料科學(xué),凝聚態(tài)物理和固體化學(xué)等學(xué)科的研究熱點(diǎn)。本論文聚焦于稀土-過渡族基和MnCoGe基磁制冷材料,進(jìn)行了低溫磁制冷材料領(lǐng)域的探索和室溫磁制冷材料的性能優(yōu)化。利用密度泛函理論計(jì)算,同步輻射X射線衍射,磁性測量,電輸運(yùn)測量,掃描電子顯微鏡,電化學(xué)測量等方法與手段對于所研究的科學(xué)問題進(jìn)行了全面的表征。在低溫區(qū)稀土-過渡族基磁制冷材料方面,本文主要研究了HoNiGa化合物的磁熱效應(yīng)和織構(gòu)多晶Tb3NiGe2材料的旋轉(zhuǎn)磁熱效應(yīng)。反鐵磁HoNiGa化合物由于磁場誘導(dǎo)的反鐵磁-鐵磁變磁轉(zhuǎn)變而表現(xiàn)出了可逆的大磁熱效應(yīng)（5 T磁場變化下△S=22 J/kg K）,十分具有實(shí)際應(yīng)用前景。具有織構(gòu)的多晶Tb3NiGe2材料在2T的磁場變化下在相變溫度處表現(xiàn)出了可逆的2.91 J/kg K的磁熵變以及1.6K的絕熱溫變。同時(shí),本文也從數(shù)學(xué)上證明了不同旋轉(zhuǎn)磁熱效應(yīng)的計(jì)算方法的等價(jià)性。在室溫磁制冷材料的性能優(yōu)化方面,本文制備了 In作為金屬粘結(jié)相的La0.7Ce0.3Fe11.48Mn0.12Si1.4H... 

【文章來源】：北京科技大學(xué)北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：154 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
致謝
摘要
Abstract
1 引言
    1.1 現(xiàn)代制冷技術(shù)與磁制冷
    1.2 磁熱效應(yīng)的定義與沿革
    1.3 磁熱效應(yīng)的理論描述
    1.4 磁熱效應(yīng)的測量方法
2 文獻(xiàn)綜述
    2.1 低溫區(qū)磁制冷材料
    2.2 近室溫區(qū)磁制冷材料
        2.2.1 鑭系金屬釓（Gd）
5（Si,Ge）₄系磁制冷材料">        2.2.2 Gd₅（Si,Ge）₄系磁制冷材料
1-xSb_x與Mn_2-xFe_xP_1-yM_y（M=As,Ge,Si）系磁制冷材料">        2.2.3 MnAs_1-xSb_x與Mn_2-xFe_xP_1-yM_y（M=As,Ge,Si）系磁制冷材料
2MnX（X=Ga,Sn,In,Sb）系磁制冷材料">        2.2.4 Ni₂MnX（X=Ga,Sn,In,Sb）系磁制冷材料
        2.2.5 鈣鈦礦及類鈣鈦礦型化合物磁制冷材料
1-xM_x)₁₃（M=Al,Si）系磁制冷材料">        2.2.6 La(Fe_1-xM_x)₁₃（M=Al,Si）系磁制冷材料
        2.2.7 MM'X型磁制冷材料
    2.3 選題思路及目的
        2.3.1 選題思路
        2.3.2 研究內(nèi)容
3 實(shí)驗(yàn)方法
    3.1 樣品的制備方法
        3.1.1 多晶樣品的制備
        3.1.2 單晶樣品的制備
    3.2 樣品晶體結(jié)構(gòu)與成分分析方法
        3.2.1 X射線衍射
    3.3 樣品形貌和成分分析
    3.4 樣品物理性能分析方法
        3.4.1 樣品磁性能表征
        3.4.2 樣品熱性能測量
        3.4.3 樣品電學(xué)性能測量
        3.4.4 樣品力學(xué)性能測量及其他
    3.5 使用密度泛函理論進(jìn)行計(jì)算
        3.5.1 密度泛函理論基礎(chǔ)
        3.5.2 實(shí)際計(jì)算細(xì)節(jié)討論
    3.6 金屬間化合物電子結(jié)構(gòu)與其磁性之間的關(guān)聯(lián):Stoner判據(jù)
    3.7 金屬間化合物磁性與化學(xué)鍵之間的關(guān)聯(lián):COHP分析
    3.8 巡游磁性的預(yù)測與調(diào)控
4 反鐵磁HoNiGa變磁轉(zhuǎn)變誘導(dǎo)的大磁熱效應(yīng)
    4.1 引言
    4.2 實(shí)驗(yàn)
    4.3 結(jié)果與討論
    4.4 本章小結(jié)
3NiGe₂化合物的連續(xù)磁轉(zhuǎn)變及各向異性磁熱效應(yīng)">5 織構(gòu)多晶Tb₃NiGe₂化合物的連續(xù)磁轉(zhuǎn)變及各向異性磁熱效應(yīng)
    5.1 引言
    5.2 實(shí)驗(yàn)
    5.3 結(jié)果與討論
    5.4 本章小結(jié)
13Hy/In復(fù)合材料的優(yōu)異綜合性能">6 La（Fe,Si）₁₃Hy/In復(fù)合材料的優(yōu)異綜合性能
    6.1 引言
    6.2 實(shí)驗(yàn)
    6.3 結(jié)果與討論
    6.4 本章小結(jié)
7 價(jià)電子濃度調(diào)控對于MnCoGe基化合物結(jié)構(gòu)和磁性的影響
    7.1 引言
    7.2 實(shí)驗(yàn)
        7.2.1 樣品合成
        7.2.2 結(jié)構(gòu)表征
        7.2.3 磁性測量
        7.2.4 理論計(jì)算
    7.3 結(jié)果與討論
        7.3.1 h-MnCoGe晶體結(jié)構(gòu)和磁性能的理論解釋
        7.3.2 Zn摻雜h-MnCoGe的理論模擬
        7.3.3 Zn摻雜h-MnCoGe的合成和結(jié)構(gòu)表征
1-xZn_x（x=0,0.02,0.04和0.05）樣品的磁性和磁熱效應(yīng)">        7.3.4 MnCoGe_1-xZn_x（x=0,0.02,0.04和0.05）樣品的磁性和磁熱效應(yīng)
        7.3.5 As摻雜MnCoGe的結(jié)構(gòu)和磁性
    7.4 本章小結(jié)
8 結(jié)論
參考文獻(xiàn)
作者簡歷及在學(xué)研究成果
學(xué)位論文數(shù)據(jù)集


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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本文編號：2999873