2023年全國碩士研究生考試考研英語一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁
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文檔簡介

1、Mn基Fe2P型六角結(jié)構(gòu)的MnFe(P,As)系列化合物由于具有巨磁熱效應(yīng),且價格低廉、制備工藝簡單,從而成為室溫磁制冷的最佳候選材料之一。為了避免As元素的使用,人們做了大量的As替代工作。研究結(jié)果表明,Ge元素可以完全替代As元素,并且保持化合物的巨磁熱效應(yīng)和制冷溫區(qū),但是Ge的價格相對昂貴,不利于這一材料在室溫磁制冷方面的商業(yè)應(yīng)用。本文是在MnFe(P,As)化合物的基礎(chǔ)上,用價格相對低廉的Si元素完全替代As元素,并且通過添加一

2、些替代元素來調(diào)節(jié)化合物的磁熱性能。研究結(jié)果表明,Mn2-xFexP0.51Si0.49(x=0.8,0.85,0.9,0.95,1.0,1.1和1.2)系列化合物形成Fe2P型六角結(jié)構(gòu),空間群為P-62m,并存在少量的(Mn,F(xiàn)e)3Si相。該系列化合物的居里溫度由x=0.8時的277K,增加到x=1.0時的358K,熱滯伴隨著Fe含量的增加而增加,當(dāng)x=0.8時化合物的熱滯最小,最小熱滯為11K。當(dāng)Fe的含量為0.85時化合物在1.5

3、T磁場變化下具有最大磁熵變,磁熵變的最大值為13.9J/kgK,這一值大于Gd,Gd5Ge2Si2和MnFeP0.45Si0.55在相同磁場變化下的最大磁熵變。MnFe(P,Si)化合物的初始效應(yīng)與內(nèi)應(yīng)力有著密切的關(guān)系。
   本文對低鐵的Mn2-xFexP0.4Si0.6(x=0.75,0.7,0.65,0.6,0.55和0.5)系列化合物的結(jié)構(gòu)和磁熱效應(yīng)進(jìn)行了研究。這一系列化合物具有Fe2P型六角結(jié)構(gòu),化合物中存在少量的(F

4、e,Mn)5Si3和(Fe,Mn)5Si2相。隨著Mn含量的增加,化合物中的(Fe,Mn)5Si3相逐漸消失,(Fe,Mn)5Si2相的含量逐漸增加?;衔锏木永餃囟入S著Fe含量的降低而降低,并且橫跨了整個室溫區(qū),化合物的磁熵變也隨著Fe含量的降低而降低,在Mn1.25Fe0.75P0.4Si0.6化合物中具有最大磁熵變,最大值為7.2J/kgK。這一系列化合物的熱滯在4K以下,這說明,在低鐵的MnFe(P,Si)系列化合物中具有較低的

5、熱滯。Co原子的原子半徑要略小于Fe原子的原子半徑,通過Co原子替代Fe原子產(chǎn)生尺寸效應(yīng)和改變原子間的磁交換相互作用可以調(diào)節(jié)化合物的居里溫度。于是本論文還研究了Mn1.3Fe0.7-xCoxP0.46Si0.54(x=0,0.025,0.05和0.1)系列化合物的結(jié)構(gòu)和磁熱效應(yīng)。研究結(jié)果表明,Co的替代沒有改變化合物的Fe2P型六角結(jié)構(gòu),在這一系列化合物中只含有微量的(Fe,Mn)3Si相?;衔锏木永餃囟入S著Co含量的增加而降低,并且

6、在室溫附近。該系列化合物的熱滯都小于4K。Mn1.3Fe0.65Co0.05P0.46Si0.54化合物在5T磁場變化下的最大磁熵變?yōu)?7.3J/kgK。當(dāng)x=0和0.05時,化合物在0到1.48T磁場變化下的最大絕熱溫變?yōu)?.2K。為了進(jìn)一步研究Fe原子對MnFe(P,Si)化合物熱滯的影響,本文研究了非化學(xué)計(jì)量比的Mn1.3Fe0.7-xP0.45Si0.55(x=0.00,0.02,0.04,0.06,0.08和0.10)系列化合

7、物的結(jié)構(gòu)和磁熱效應(yīng)。研究結(jié)果表明,x的含量為0.02時,化合物中含有少量的(Mn,F(xiàn)e)3Si相,當(dāng)x繼續(xù)增加時,化合物中出現(xiàn)少量的(Mn,F(xiàn)e)5Si3相?;衔锏木永餃囟入S著Fe含量的降低先增大后減小,在234到307K之間變化。化合物的熱滯則隨著Fe含量的降低先減小后增加,當(dāng)x的含量為0.02和0.04時,化合物的熱滯最小,僅為1K,而當(dāng)x=0.04時化合物擁有最大磁熵變,最大值為7.9J/kgK。適當(dāng)?shù)囊苑腔瘜W(xué)計(jì)量比對形式減少M(fèi)

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