测定稀土Gd基室温磁致冷材料Gd-Ge-Si、Gd-Bi-Sb、Gd-Tb-Co、Gd5Ge4- Gd5Si4-Ga等相关三元体系相图,确定稀土化合物的稳定性,均匀度范围和结构,研究有关化合物的居里温度和磁热效应。确定合金成分、显微组织和磁致冷性能的变化规律,为制备新型及高性能室温磁致冷合金提供科学依据。
磁制冷技术被专家公认为高效、节能、环保的制冷技术,而磁致冷材料则是实现磁致冷技术的关键。稀土Gd的三元合金体系中存在着大磁热效应的室温磁致冷材料, 本课题在国家自然科学基金的资助下,对稀土Gd基室温磁致冷材料有关体系相图及有关物相的磁致冷性能进行了研究, 完成了Gd-Ge-Si、Gd-Tb-Co、Gd-Dy-Co、Gd-Tb-Ga、Gd-Bi-Sb、Gd-Co-Al和Dy-Co-Ga等相图等温截面、相结构、固溶度的测定,为制备相关的磁致冷材提出了指导;研究了Sn、Pb、Tb等元素对Gd5Ge2Si2合金、Ga、Sn、Al等元素掺杂对RCo2合金、B、C等元素掺对杂LaFe11.7Si1.3合金的结构和磁致冷性能影响,获得了Sn掺杂不仅能提高Gd5Si1.95Ge2.05的居里温度(10多K)并能大大提高其磁熵变(是母合金的两倍)等一系列研究结果。该课题的研究成果在Physical review B. J. Appl. Phys., J. Alloy Compd.等学术刊物发表学术论文25篇,均被SCI收录。研究成果为室温磁制冷材料的选择提供了可靠的科学依据。