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《四川大学》 2005年
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Gd基合金晶体学、磁学、磁热性能及固溶强化的研究

肖素芬  
【摘要】:本论文综述了室温磁致冷材料的最新进展,用热力学原理结合磁制冷样机的要求对室温磁致冷材料进行了全面评估,得出纯金属Gd做制冷工质与金属间化合物相比仍有不少优势。针对Gd比较软,不能满足制冷样机对制冷工质材料的特殊要求,即既要有大的磁热效应,又要有较高的强度,采用合金化的方式,对Gd进行改型,欲达到两个目的:第一,在工程方面,通过对Gd的合金化,找到既具有大的磁热性能又具有较高强度的Gd基合金的化学成分。第二,从基础研究的角度,不同元素进入Gd中,对Gd的晶体学、磁性能、磁热性能是否有影响,影响规律是什么?材料的磁性能的改变与微观的电子结构有何关系?这些问题的解决对Gd基合金在工程上进一步应用提供理论指导。围绕以上两个目的,本论文展开研究工作,采用超导样品磁强计及实验室自制的绝热温变直接测量装置测量材料的比饱和磁化强度、居里温度、磁热性能,用XRD,XPS手段研究材料的晶体结构及电子结构,用维氏硬度计测量材料的显微硬度,得到以下具有工程意义和基础研究意义的结果: 1 设计了7个系列的二元Gd基合金,系统地研究了La、Ce、Pr、Nd、C、Y、Dy7个元素对Gd的机械强度、磁热性能的影响规律,找到了在室温既具有高的机械强度又具有可与纯Gd比拟的磁热性能的合金的最佳成分,在工程上具有重要意义。 2 系统地研究了La、Ce、Pr、Nd、C、Y、Dy对Gd在晶体学、磁性能方面的影响。 在晶体学方面,对合金元素在晶体中的占位,研究发现当合金元素固溶进入Gd的晶格中,La、Y、Dy在晶体中的分布为随机的,而Ce、pr、Nd、C则
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