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一级相变磁制冷材料的基础问题探究

陈湘 陈云贵 唐永柏 肖定全 李道华

一级相变磁制冷材料的基础问题探究

陈湘, 陈云贵, 唐永柏, 肖定全, 李道华
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  • 由于一级相变磁制冷材料发生磁相变时有晶胞体积的突变,相变过程中有相变潜热存在,其磁化过程中有许多磁学问题有待于进一步探究. 本文以LaFe13-xSix合金为研究对象,在现有对磁一级相变基础问题的分析基础上,对一级相变材料中系统熵变、等温熵变、绝热温变、热滞、磁滞、铁磁与顺磁态两相共存的温度区间和磁场区间、制冷能力的计算等磁学基础问题进行了较为细致的探究. 分析表明,在忽略完全铁磁态和顺磁态对磁热效应的贡献时,Maxwell 方程和Clausius-Clapeyron 方程计算熵变的值具有等效性. 等温磁化过程中升温和降温曲线包围的面积SABCE(磁滞的大小),实际上是升温过程和降温过程中磁场做的净功,等于相变潜热之差. 磁滞和热滞的大小与磁化过程数据测量的时间有关,测量时间越长则滞后越小,当相变是平衡相变则滞后为零. 另外,对温度和磁场诱导磁相变过程进行了分析,提出了一级相变磁制冷材料制冷能力的不同计算模型. 本文对一级相变磁制冷材料的磁学基础问题研究有一定的参考价值.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号:51176050)和四川省教育厅科研项目(批准号:12ZB073,12ZA083)资助的课题.
    [1]

    Debye P 1926 Ann. Phys. 81 1154

    [2]

    Giauque W F 1927 J.Am.Chem Soc. 49 1864

    [3]

    Fujieda S, Fujita A 2007 J. Appl. Phys. 102 023907

    [4]

    Jiang S T, Li W 2006 Condensed Matter Magnetic Physics (Beijing: Science Press) p54 (in Chinese) [姜寿亭, 李卫 2006 凝聚态磁性物理 (北京: 科学出版社) 第54页]

    [5]

    Xu C, Li G D, Li X W, Wang L G 2006 Chin. Sci. Bull. 51 1742 (in Chinese) [徐超, 李国栋, 李晓伟, 王利刚 2006 科学通报 51 1742]

    [6]

    Giguère A, Foldeaki M, Ravi Gopal B, Chahine R, Bose T K, Frydman A, Barclay J A 1999 Phys. Rev. Lett. 83 2262

    [7]

    Shen B G, Sun J R, Hu F X, Zhang H W, Cheng Z H 2009 Adv. Mater. 21 4545

    [8]

    Sun J R, Hu F X, Shen B G 2000 Phys. Rev. Lett. 85 4191

    [9]

    Pecharsky V K, Gschneidner Jr K A, Pecharsky A O, Tishin A M 2001 Phys. Rev. B 64 144406

    [10]

    Di N L, Cheng Z H, Li Q A, Wang G J, Kou Z Q, Ma X, Luo Z, Hu F X, Shen B G 2004 Phys. Rev. B 69 224411

    [11]

    Zhang H W, Wang F, Zhao T Y 2004 Phys. Rev. B 70 212402

    [12]

    Chen X, ChenY G, Tang Y B 2011 J. Alloy.Compd. 509 8534

    [13]

    Pecharsky A O, Gschneidner Jr K A, Pecharsky V K 2003 J. Appl. Phys. 93 4722

    [14]

    Tegus O, Bruck E, Buschow K H J, Deboer F R 2002 Nature. 415 150

    [15]

    Liu G J, Sun J R, Shen J, Gao B, Zhang H W, Hu F X, Shen B G 2007 Appl. Phys. Lett. 90 032507

    [16]

    Shen J, Li Y X, Sun J R, Shen B G 2009 Chin. Phys. B 18 2058

    [17]

    Shen J, Li Y X, Hu F X Sun J R 2009 J. Appl. Phys. 105 07A901

    [18]

    Wood M E, Potter W H 1985 Cryogenics 25 667

    [19]

    Gschneidner Jr K A, Pecharsky V K, Pecharsky A O, Zimm C B 1999 Mater. Sci. Forum. 69 315

  • [1]

    Debye P 1926 Ann. Phys. 81 1154

    [2]

    Giauque W F 1927 J.Am.Chem Soc. 49 1864

    [3]

    Fujieda S, Fujita A 2007 J. Appl. Phys. 102 023907

    [4]

    Jiang S T, Li W 2006 Condensed Matter Magnetic Physics (Beijing: Science Press) p54 (in Chinese) [姜寿亭, 李卫 2006 凝聚态磁性物理 (北京: 科学出版社) 第54页]

    [5]

    Xu C, Li G D, Li X W, Wang L G 2006 Chin. Sci. Bull. 51 1742 (in Chinese) [徐超, 李国栋, 李晓伟, 王利刚 2006 科学通报 51 1742]

    [6]

    Giguère A, Foldeaki M, Ravi Gopal B, Chahine R, Bose T K, Frydman A, Barclay J A 1999 Phys. Rev. Lett. 83 2262

    [7]

    Shen B G, Sun J R, Hu F X, Zhang H W, Cheng Z H 2009 Adv. Mater. 21 4545

    [8]

    Sun J R, Hu F X, Shen B G 2000 Phys. Rev. Lett. 85 4191

    [9]

    Pecharsky V K, Gschneidner Jr K A, Pecharsky A O, Tishin A M 2001 Phys. Rev. B 64 144406

    [10]

    Di N L, Cheng Z H, Li Q A, Wang G J, Kou Z Q, Ma X, Luo Z, Hu F X, Shen B G 2004 Phys. Rev. B 69 224411

    [11]

    Zhang H W, Wang F, Zhao T Y 2004 Phys. Rev. B 70 212402

    [12]

    Chen X, ChenY G, Tang Y B 2011 J. Alloy.Compd. 509 8534

    [13]

    Pecharsky A O, Gschneidner Jr K A, Pecharsky V K 2003 J. Appl. Phys. 93 4722

    [14]

    Tegus O, Bruck E, Buschow K H J, Deboer F R 2002 Nature. 415 150

    [15]

    Liu G J, Sun J R, Shen J, Gao B, Zhang H W, Hu F X, Shen B G 2007 Appl. Phys. Lett. 90 032507

    [16]

    Shen J, Li Y X, Sun J R, Shen B G 2009 Chin. Phys. B 18 2058

    [17]

    Shen J, Li Y X, Hu F X Sun J R 2009 J. Appl. Phys. 105 07A901

    [18]

    Wood M E, Potter W H 1985 Cryogenics 25 667

    [19]

    Gschneidner Jr K A, Pecharsky V K, Pecharsky A O, Zimm C B 1999 Mater. Sci. Forum. 69 315

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出版历程
  • 收稿日期:  2014-02-16
  • 修回日期:  2014-03-28
  • 刊出日期:  2014-07-05

一级相变磁制冷材料的基础问题探究

  • 1. 内江师范学院工程技术学院, 内江 641112;
  • 2. 四川大学材料科学与工程学院, 成都 610065
    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号:51176050)和四川省教育厅科研项目(批准号:12ZB073,12ZA083)资助的课题.

摘要: 由于一级相变磁制冷材料发生磁相变时有晶胞体积的突变,相变过程中有相变潜热存在,其磁化过程中有许多磁学问题有待于进一步探究. 本文以LaFe13-xSix合金为研究对象,在现有对磁一级相变基础问题的分析基础上,对一级相变材料中系统熵变、等温熵变、绝热温变、热滞、磁滞、铁磁与顺磁态两相共存的温度区间和磁场区间、制冷能力的计算等磁学基础问题进行了较为细致的探究. 分析表明,在忽略完全铁磁态和顺磁态对磁热效应的贡献时,Maxwell 方程和Clausius-Clapeyron 方程计算熵变的值具有等效性. 等温磁化过程中升温和降温曲线包围的面积SABCE(磁滞的大小),实际上是升温过程和降温过程中磁场做的净功,等于相变潜热之差. 磁滞和热滞的大小与磁化过程数据测量的时间有关,测量时间越长则滞后越小,当相变是平衡相变则滞后为零. 另外,对温度和磁场诱导磁相变过程进行了分析,提出了一级相变磁制冷材料制冷能力的不同计算模型. 本文对一级相变磁制冷材料的磁学基础问题研究有一定的参考价值.

English Abstract

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