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Gd基非晶与Gd纳米晶复合结构的磁制冷效应

王永田 刘宗德 易军 薛志勇

Gd基非晶与Gd纳米晶复合结构的磁制冷效应

王永田, 刘宗德, 易军, 薛志勇
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  • 通过调控冷却速率和成分配比, 制备出了Gd基非晶与Gd纳米晶的复合材料. 采用X射线衍射、热分析、原子力和磁力显微镜对其微结构进行表征, 从多个角度证实了非晶/纳米晶的复合结构. 磁性测试结果表明: 内生的纳米晶颗粒能有效改善非晶基体的磁熵效应, 相对于Gd基块体纯非晶和Gd单质, 复合体系的磁制冷效率大幅提高达到了103 J. kg-1; 磁熵变化峰Sm的半高宽超过纯Gd的5倍; 最大磁熵变区出现平台区, 但Sm峰值有待于进一步提高. 理论分析表明, 复合结构中超顺磁纳米团簇的形成有效提高了磁制冷温区和效率. 结合磁滞小和电阻大等优点, Gd基非晶/Gd纳米晶复合材料具有一定的发展潜力.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号: 51101056, 51006034)、国家重点基础研究发展计划(批准号: 2011CB710706)、新金属材料国家重点实验室开放基金(批准号: 2010Z-02) 和苏州市科技计划项目(批准号: SYG201002)资助的课题.
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出版历程
  • 收稿日期:  2011-09-27
  • 修回日期:  2011-10-23
  • 刊出日期:  2012-03-05

Gd基非晶与Gd纳米晶复合结构的磁制冷效应

  • 1. 华北电力大学电站设备状态监测与控制教育部重点实验室, 北京 102206;
  • 2. 华北电力大学苏州研究院, 苏州 215123;
  • 3. 中国科学院物理研究所, 北京 100190
    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号: 51101056, 51006034)、国家重点基础研究发展计划(批准号: 2011CB710706)、新金属材料国家重点实验室开放基金(批准号: 2010Z-02) 和苏州市科技计划项目(批准号: SYG201002)资助的课题.

摘要: 通过调控冷却速率和成分配比, 制备出了Gd基非晶与Gd纳米晶的复合材料. 采用X射线衍射、热分析、原子力和磁力显微镜对其微结构进行表征, 从多个角度证实了非晶/纳米晶的复合结构. 磁性测试结果表明: 内生的纳米晶颗粒能有效改善非晶基体的磁熵效应, 相对于Gd基块体纯非晶和Gd单质, 复合体系的磁制冷效率大幅提高达到了103 J. kg-1; 磁熵变化峰Sm的半高宽超过纯Gd的5倍; 最大磁熵变区出现平台区, 但Sm峰值有待于进一步提高. 理论分析表明, 复合结构中超顺磁纳米团簇的形成有效提高了磁制冷温区和效率. 结合磁滞小和电阻大等优点, Gd基非晶/Gd纳米晶复合材料具有一定的发展潜力.

English Abstract

参考文献 (25)

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