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MnFe(P,Si)一级相变热磁发电材料的制备与磁性研究
  • ISSN号:1005-8192
  • 期刊名称:《金属功能材料》
  • 时间:0
  • 分类:O484.43[理学—固体物理;理学—物理]
  • 作者机构:内蒙古师范大学内蒙古功能材料物理与化学重点实验室,内蒙古呼和浩特市010022
  • 相关基金:国家自然科学基金资助(51161017,11404176); 内蒙古自治区自然科学基金资助(2014BS0108)
中文摘要:

通过机械合金化和固相烧结方法,制备一系列MnFe(P,Si)一级相变化合物,并测定其结构、磁热性能及部分热力学性能。研究结果表明:MnFe(P,Si)系列化合物呈Fe_2P型六角结构,空间群为P-62 m,其中部分化合物存在少量Fe_3Si或Fe_5Si_3第二相。MnFe_(0.9)P_(0.5)Si_(0.5)呈单相Fe_2P型六角结构,由铁磁态到顺磁态(升温)和顺磁态到铁磁态(降温)的转变分别出现在Ttw=330K,Ttc=318K,其热滞ΔThys=12K。升降温相变较快,均在10K以内完成,说明相变是一级相变。在0~1.5T的外磁场中最大等温磁熵变-ΔS_(max)=18.6J/(kg·K);其比热容最高为(升温)C_p=1 571J/(kg·K),(降温)C_p=1 447J/(kg·K)。由此推断,MnFe_(0.9)P_(0.5)Si_(0.5)化合物符合热磁发电工作需求,是一种具有良好磁热性能的热磁发电候选材料。

英文摘要:

The first-order phase transition compounds MnFe (P, Si) have been prepared by mechanical alloying and solid-state reaction method, and investigated the structure,magnetocaloric properties and thermodynamic properties. The results show that the obtained MnFe(P, Si) compounds are composed of a main phase of Fe2 P-type hexagonal structure with space group P-62m, and a secondary phases of Fe3 Si or Fe5 Si3, which appeared in some of them. Mn- Fe0.9 P0. 5 Si0. 5 crystallizes in single phase with Fe2 P-type hexagonal structure, the transitions from ferromagnetic state to paramagnetic state (heating process) and paramagnetic state to ferromagnetic state (cooling process) are appeared at Ttw = 330 K and Ttc = 318 K, respectively. Its thermal hysteresis is AThys = 12 K and the transition in heating and cooling process are completed in 10 K, which means these transitions are of first-order phase transition. The maximum value of magnetic entropy change is-ΔS_(max)= 18.6 J/(kg · K) in a magnetic field change of 0-1.5 T. The maximum heat capacity is Cp=1571 J/(kg · K) (heating process) and Cp=1447 J/(kg · K) (cooling process). Therefore, it can be inferred that MnFe0. 9 P0.5 Si0. 5 compound is an excellent candidate material for thermomagnetic power generation.

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期刊信息
  • 《金属功能材料》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国钢铁工业协会
  • 主办单位:中国钢研科技集团有限公司
  • 主编:赵栋梁
  • 地址:北京海淀区学院南路76号
  • 邮编:100081
  • 邮箱:MFM@chinamet.cn
  • 电话:010-62182270
  • 国际标准刊号:ISSN:1005-8192
  • 国内统一刊号:ISSN:11-3521/TG
  • 邮发代号:18-244
  • 获奖情况:
  • 中国科技论文统计源期刊,中国科技期刊综合评价数据库来源期刊,中国科学引文数据统计源期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),中国中国科技核心期刊
  • 被引量:3505