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在目前研发的这些磁制冷材料中,La-Fe-Si系合金因其具有磁热效应高、原材料廉价、节能环保等优点而被认为是一种应用前景广阔的室温磁制冷材料。但此合金存在居里温度尚达不到室温附近、最大等温磁熵变在低磁场条件下较差、制备工艺耗时较长等缺点,从而限制其在实际工业生产中的应用。本文结合凝固过程理论,通过熔体快淬方法制备了LaFe11.5Si1.5Cx(x=0,0.1,0.2,0.3)系合金的快淬条带,探究了不同C掺杂量、不同热处理时间对凝固过程、热处理过程中的La-Fe-Si系合金快淬条带的相组成、磁性能的影响,解释了LaFe11.5Si1.5C0.2快淬条带在1273 K温度下,经过2 h热处理时获得最佳磁热性能的原因。主要结果如下:1、C的掺杂有利于La-Fe-Si系合金中La(Fe,Si)13相的形成。由于C的掺杂促进了快速凝固过程中La(Fe,Si)13相的竞争形核与析出,相较于未掺杂C的La-Fe-Si合金,LaFe11.5Si1.5Cx(x=0.1,0.2,0.3)合金在未热处理时已经获得较多的La(Fe,Si)13相。2、C的掺杂有利于提高La-Fe-Si系合金的居里温度至室温附近,一定的C掺杂量有利于获得较高的最大等温磁熵变。在1273 K温度下热处理20 min后,LaFe11.5Si1.5Cx(x=0.1,0.2,0.3)合金快淬条带的居里温度由210 K(x=0)提高到262 K(x=0.3),这是由于C掺杂使NaZn13型立方结构的晶胞发生膨胀,使Fe-Fe间铁磁相互作用增强,居里温度升高。LaFe11.5Si1.5Cx(x=0.1,0.2,0.3)合金快淬条带在x=0.2时,获得最佳的磁热效应。在x>0.2时,LaFe11.5Si1.5Cx合金由一级磁转变变为二级磁转变,合金的磁热效应较差。3、在1273 K温度下,增加热处理时间大幅提高LaFe11.5Si1.5C0.2合金的居里温度至室温附近,一定的热处理时间有利于获得最佳的最大等温磁熵变。增加热处理时间有利于C原子有效的掺杂进入La(Fe,Si)13相的晶胞,进而提高了合金的居里温度。在1273 K温度下,LaFe11.5Si1.5C0.2合金快淬条带在经过2 h热处理时获得最佳的等温磁熵变,为9.45 J/(kg?K),这是因为在LaFe11.5Si1.5C0.2快淬条带中,形成了大量均匀的La(Fe,Si)13相,均匀接触的细小α-(Fe,Si)相及LaFeSi相促进了共析反应的进行;继续延长热处理时间,La(Fe,Si)13相的分解及La2O3的产生不利于磁热效应。4、快速凝固过程有利于细化LaFe11.5Si1.5Cx(x=0.1,0.2,0.3)合金的微观组织。快速凝固过程中细化了α-(Fe,Si)相、LaFeSi相、La(Fe,Si)13相的晶粒,为随后热处理过程中的共析反应提供了良好的元素扩散路径和相扩散路径,有利于共析反应的进行,从而起到缩短热处理时间的作用。