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摘要磁制冷材料Mn2¬-xCrxSb合金因其在室温范围内和热滞方面的优势有着不错的应用前景。本实验利用差示扫描量热仪(DSC)、扫描电子显微镜(SEM)以及X射线衍射(XRD)等手段对掺杂了Cr的Mn2¬Sb合金试样的磁性能、晶体结构和相结构进行表征，通过数据图像作出分析和研究。
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结论表明，随着温度下降，Mn2¬-xCrxSb合金的一级磁相变发生从亚铁磁到反铁磁状态的转变，通过改变替代浓度可以在宽的温度间隔内引发变磁性相变。此外，磁性转变点的温度随着掺杂浓度的增加而上升。室温下的XRD图像显示了所有的合金试样是四方相Cu2Sb-型结构。未经过退火的Mn2¬-xCrxSb合金试样，晶粒的分布相对均匀的，但是缝隙较多且比较大，平均尺寸大概在4.0μm左右。而经过退火的晶体排列更加有序，并且粒子间排列十分紧密，而晶粒边界变得模糊不清，平均尺寸增大到30μm以上。33027
毕业论文关键词 变磁性相变 条带 退火 晶粒尺寸
毕业设计说明书（论文）外文摘要
Title Microstructure and Variable Magnetic Phase Transition of Mn2-xCrxSb Ribbons
Abstract
As magnetic refrigeration materials, Mn2¬-xCrxSb has a wide range of applications for its superiorities in room temperature and thermal hysteresis.
Structural, magnetic, and magnetocaloric properties of Mn2¬-xCrxSb compounds have been studied by DSC, SEM and XRD.
In compounds of Mn2¬-xCrxSb, a first-order magnetic phase transition from the ferrimagnetic to the antiferromagnetic state occurs with decreasing temperature, giving rise to giant inverse magnetocaloric effects that can be tuned over a wide temperature interval through changes in substitution concentration. XRD at room temperature shows that all four samples crystallize in the tetragonal Cu2Sb-type of structure. It appears that the grain size distribution of ribbons is comparatively homogeneous on the whole and the grain boundary is clear. The average grain size is about 4.0μm. After annealing, the grain sizes increase obviously, and the grain boundaries become ambiguous. The average grain size increases to 30.0μm. The ribbons without annealing are brittle and easy to cleave for too many fissures.
Keywords magnetic-variation ribbon annealing grain size
目 次
1绪论 1
1.1课题背景 1
1.2磁制冷和磁卡效应 2
1.2.1 磁卡效应的热力学原理 5
1.2.2 磁制冷工质 6
1.2.3 磁卡效应的测量和表征 8
1.2.4 磁制冷循环和制冷样机 9
1.3 研究进展 10
1.4 本文思路和主要研究工作 11
2 实验 13
2.1 实验方案 13
2.2实验合金样品制备 13
2.3 实验研究方法 15
2.3.1磁相变温度的测定： 15
2.3.2合金样品磁学性能的测定： 16
2.3.3合金样品相结构的分析： 16
3 试样合金Mn2¬-xCrxSb的性能表征 18
3.1 试样合金的DSC曲线分析 18
3.2 试样合金Mn2¬-xCrxSb的SEM分析 19
3.3 试样合金Mn2¬-xCrxSb的XRD分析 20
结 论 21
致 谢 22
参考文献 23
1绪论
当今社会，制冷技术应用广泛且不可或缺，如今常用的制冷技术分为这三种：气体压缩式制冷、物质相变吸收式制冷以及半导体温差电效应式制冷。这些技术成熟且应用广泛的制冷技术却都存在一定的缺陷。然而，磁制冷技术由于本身的特有优势逐渐进入人们的视线。磁制冷，顾名思义，它的工质为磁性材料。物理原理则是利用磁制冷工质的磁卡（热）效应(Magnetocaloric Effect)。磁制冷系统在众多方面优于传统制冷方式，弱的噪声，高效率，高稳定性，对环境友好等等，因此被人们称为高科技绿色制冷技术。