MnAs1-xPx磁制冷材料的磁熱效應(yīng)研究.pdf

1、本文采用球磨加燒結(jié)工藝制備了MnAs1-xPx（x=0.03、0.1）化合物，采用脈沖激光沉積（PLD）制備了MnAs0.97P0.03薄膜。利用 X射線衍射儀（XRD）、掃描電鏡（SEM）表征樣品的晶體結(jié)構(gòu)、微觀應(yīng)變及微觀結(jié)構(gòu)，利用超導(dǎo)量子干涉儀（SQUID）測(cè)量化合物的磁性。系統(tǒng)的研究了這些化合物的結(jié)構(gòu)、顆粒尺寸、微觀應(yīng)力對(duì)磁相變、磁熵變尤其是滯后損耗的影響規(guī)律。
　　采用球磨法制備的MnAs0.97P0.03納米晶材料呈現(xiàn)正

2、交MnP型結(jié)構(gòu)。XRD定量分析表明：樣品的平均晶粒尺寸為23 nm并存在著由球磨過(guò)程引入的0.68％的微觀應(yīng)變。大的微觀應(yīng)變使樣品在低溫出現(xiàn)了可恢復(fù)的螺旋鐵磁態(tài)并且抑制了由溫度/磁場(chǎng)誘導(dǎo)的正交-六角結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變，從而顯著減小了居里溫度TC=258 K附近的熱滯和磁滯。對(duì)應(yīng)于螺旋鐵磁到鐵磁和鐵磁到順磁轉(zhuǎn)變，分別在208 K和253 K獲得了5 T磁場(chǎng)下磁熵變?chǔ)m分別為5.6 J/kg·K的反磁卡效應(yīng)和-4.4 J/kg·K的正常磁卡效應(yīng)。經(jīng)

3、850℃退火處理后，MnAs0.97P0.03化合物的TC提高到273K，在5T磁場(chǎng)下獲得了14 J/kg·K的磁熵變。
　　采用球磨加燒結(jié)法制備的MnAs0.9P0.1化合物隨著溫度的升高發(fā)生連續(xù)的磁轉(zhuǎn)變，在80K從具有Hα型磁有序的螺磁γ相轉(zhuǎn)變?yōu)殍F磁β相，隨著溫度的進(jìn)一步升高在203K從鐵磁β相轉(zhuǎn)變?yōu)槁荽纽料?。?β相變具有一級(jí)相變的特征，伴隨著大小為6 K的熱滯，而β-α相變沒(méi)有觀察到明顯的滯后，Arrott曲線證實(shí)了該相變

4、屬于二級(jí)相變。對(duì)應(yīng)于這兩個(gè)與螺旋鐵磁態(tài)相關(guān)的相變，在5T和1T磁場(chǎng)下，分別在203 K和83 K觀察到了-2.1 J/kg·K和0.1 J/kg·K的磁熵變。
　　采用脈沖激光沉積法（PLD）在單晶Si（001）基片上制備的MnAs0.97P0.03薄膜呈六角NiAs結(jié)構(gòu)，基片溫度為500℃沉積的薄膜比260℃沉積的薄膜結(jié)晶度明顯提高。500℃沉積的薄膜經(jīng)700℃退火后，樣品的布拉格衍射峰向低角度發(fā)生明顯偏移，薄膜顆粒度增大。掃描