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本文通过实验方法对其进行了进一步的研究,主要结果如下:
(1)研究了化合物La0.8Ce0.2(Fe1-xCox)11.4Si1.6(x=0.02,0.04,0.06)的相组成、巡游电子变磁转变(IEMT)特性和磁热效应(MCE)。粉末X射线衍射结果表明,经真空1373 K高温7天退火处理后,化合物La0.8Ce0.2(Fe1-xCox)11.4Si1.6(x=0.02,0.04,0.06)均形成单相立方NaZn13型晶体结构。随着Co含量由x=0.02增加到x=0.06,样品的居里温度Tc由207K上升到277K。在0~1.5 T磁场变化下,x=0.02,0.04,0.06时样品的最大磁熵变|△SM(T)|分别为40.17,12.60和7.65J/kg·K,表明该化合物有巨大的磁熵变。其中x=0.06的样品的居里温度为277K已达室温,在0~1.5 T磁场变化下其最大磁熵变|△SM(T)|为7.65J/kg·K也远优于Gd在相同条件下的值,因此它是一种有竞争潜力的磁制冷材料。
(2)用电弧熔炼的方法制备了化合物La0.5Pr0.5(Fe1-xCox)11.4Si1.6(x=0,0.02,0.04,0.06,0.08)并对其磁特性进行了研究。粉末X射线衍射结果表明,经真空1373 K高温7天退火处理后,化合物La0.5Pr0.5(Fe1-xCox)11.4Si1.6(x=0,0.02,0.04,0.06,0.08)均形成了单相立方NaZn13型晶体结构。随着Co含量由x=0增加到x=0.08,样品的居里温度Tc由185K上升到296K。在0~1.5 T磁场变化下,x=0,0.02,0.04,0.06,0.08时样品的最大磁熵变|△SM(T)|分别为28.92,14.72 12.10,7.12,和4.22J/kg·K。 (3)讨论了Co替代Fe后对化合物La0.8Ce0.2(Fe1-xCox)11.4Si1.6(x=0.02,0.04,0.06)和La0.5Pr0.5(Fe1-xCox)11.4Si1.6(x=0,0.02,0.04,0.06,0.08)居里温度的影响机理,得出Co替代Fe后晶格常数和各原子间相互作用的变化是影响居里温度的主要原因。
(4)用X-ray衍射和磁性测量的方法对所制备的La0.8Ce0.2Fe11.1-xCo0.8Si1.1Bx(x-0,0.3,0.6)的结构和磁热效应进行了研究,发现B元素的添加不仅有利于该化合物形成单相NaZn13型晶体结构,且随B含量的增加样品居里温度由x=0.3的278K增加到x=0.6的286K,同时最大磁熵变|△SM(T)|也随之增大,在0~1.5 T的磁场下由x=0.3的6.364J/kg·K增加到x=0.6的10.23J/kg·K,表明这也是一种有应用前景的磁制冷材料。