mn-fe-p-si系合金的结构、相变和磁热效应研究

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1、工程硕士学位论文Mn-Fe-P-Si系合金的结构、相变和磁热效应研究作者姓名朱忠仁工程领域材料工程校内指导教师余红雅副教授校外指导教师覃志成高级工程师所在学院材料科学与工程论文提交日期2015年1月Structure,phasetransitionandmagnetocaloriceffectofMn-Fe-P-SialloysADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：ZhuZhongrenSupervisor：Asso.Prof.YuHongyaMr.QinZhicheng(SeniorEnginee

2、r)SouthChinaUniversityofTechnologyGuangzhou,China分类号：TB64学校代号：10561学号：201221017260华南理工大学硕士学位论文Mn-Fe-P-Si系合金的结构、相变和磁热效应研究作者姓名：朱忠仁申请学位级别：工程硕士工程领域名称：材料工程校内指导教师姓名、职称：余红雅副教授校外指导教师姓名、职称：覃志成高级工程师论文形式：产品研发工程设计应用研究工程/项目管理调研报告研究方向：磁性材料及器件论文提交日期：2015年1月03日论文答辩日期：2015年3月19日学位授予单位：华南理工大学学位授予日

3、期：年月日答辩委员会成员：主席：张新平委员：刘江文聂铭余红雅钟喜春华南理工大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名：制二日期：年）月U日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，艮P:研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属华南理工大学。学校有权保存并向国家有关部门

4、或机构送交论文的复印件和电子版，允许学位论文被查阅（除在保密期内的保密论文外）；学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存、汇编学位论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。本学位论文属于：□保密，在_____年解密后适用本授权书。不保密，同意在校园网上发布，供校内师生和与学校有共享协议的单位浏览；同意将本人学位论文提交中国学术期刊(光盘版)电子杂志社全文出版和编入CNKI《中国知识资源总库》，传播学位论文的全部或部分内容。(请在以上相应方框内打“V”）作者签名：日期：g指导教师签I野<日期：冲作者联系电话：电子邮箱：联系

5、地址(含邮编)：摘要室温磁制冷是一种高效、节能、环保的绿色制冷技术。磁制冷材料的研究和开发是实现室温磁制冷的关键技术之一，正成为各国科研的重要攻关项目，只有选择和开发合适的磁制冷材料，才能加快推进磁制冷技术的商业化进程。Mn-Fe-P-Si系列磁制冷材料由于原材料成本低、制备工艺简单、磁热性能优异，是目前研究最为热门的室温磁制冷材料。但是，Mn-Fe-P-Si系列合金存在对成分变化敏感、热滞大等问题，研究进程受到一定的阻碍。本论文首先采用球磨烧结工艺制备了MnFeP0.55Si0.45-xGex(x=0,0.01,0.03,0.05)合金，研究了Ge掺杂对合金的相

6、结构及原子的占位、磁性能和磁热效应的影响，并通过对合金显微组织及成分的分析探讨了影响磁热效应的微观机制。结果表明：合金均形成了Fe2P型主相和Fe5Si3杂相；合金的居里温度随Ge含量的增加而增加，由x=0时的276K增加到x=0.05时的318K；热滞随Ge含量的增加有较大幅度的降低；MnFeP0.55Si0.45-xGex-1-1合金在0-2T外磁场下的最大磁熵变仅为5.36J·kgK，但温跨高达30K，远大于常见的一级相变材料。点阵参数的分析表明P原子并不是随机分布在晶胞的1b和2c位置，而是优先占据1b位置，Si、Ge原子则优先占据2c位置。本文还采用熔炼

7、及铜模铸造工艺制备了Mn1.15Fe0.85P0.55-xSi0.45Bx(x=0.03,0.05)合金，研究了退火温度对合金的结构、磁热性能、显微组织、耐腐蚀性及相变类型的影响。研究表明，铸态及退火态的合金均形成了六角Mn1.9P型主相和少量六角Mn3Fe2Si3杂相。在较低温度退火时，合金中存在少量的非晶和纳米晶；随着退火温度的升高，晶化相的含量有所增加，而杂相的相对含量变化不大。Mn1.15Fe0.85P0.52Si0.45B0.03合金经1123K、1223K、1323K和1423K退火处理后，居里温度分别为205K、210K、227K和251K，-1-1

8、热滞有所降