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Nb掺杂Gd合金的大磁热效应和显微硬度增强

在氩气气氛中用熔炼法制备了Gd100-xNbx(x=0,1,2,3,5)系列合金,铸锭经1273 K均匀化退火96 h后水淬至室温.结果表明:Gd100-xNbx系列合金仍保持纯Gd的六方相结构；Nb掺杂合金的居里温度比纯Gd均低2K,在居里点附近发生的磁性转变为二级相变,5T外场下的最大磁熵变约为纯Gd的85％.通过少量Nb(≤5at％)掺杂后,Gd100-xNbx系列合金的显微硬度明显得到提高,与纯Gd相比,显微硬度最大提高幅度达～53％(x=5).含少量Nb的Gd100-xNbx合金具有较大的磁熵变和较好的加工性能,是一类有很大应用潜力的室温磁致冷材料.

关键词: 磁致冷 , 磁热效应 , 磁熵变 , Gd100-xNbx合金

铜模铸造法制备Mn1．15Fe0．85P0．55Si0．45化合物及其磁相变研究

朱忠仁 , 余红雅 , 郑志刚 , 钟喜春 , 刘仲武 , 曾德长 , 匡同春

功能材料 doi:10.3969/j.issn.1001-9731.2015.08.026

采用铜模铸造法制备了 Mn1．15 Fe0．85 P0．55 Si0．45化合物,并对其物相结构、显微组织及磁热效应进行了研究.结果表明,化合物具有六角 Mn5．64 P3型主相和少量 Mn3 Fe2 Si3杂相；化合物的居里温度为305 K,热滞为13．5 K；在0~2 T 外磁场下的最大等温磁熵变为12．2 J/(kg·K),远远高于纯 Gd.同时为了探索大磁熵变的来源,采用 Landau 相变理论和“普适曲线”方法研究了该化合物的磁相变特性,Arrott 曲线分析表明,该化合物在居里温度附近发生了明显的一级相变,而“普适曲线”理论分析表明,该化合物的磁相变介于一级和二级之间.

关键词: 铜模铸造 , 磁热效应 , 相变 , 普适曲线

高能球磨法制备Mn-Zn铁氧体材料的研究

张存芳 , 余红雅 , 钟喜春 , 曾德长 , 刘仲武 , 邬曙国 , 单连军

材料导报

以Fe2O3、Mn3O4和ZnO为原料,采用高能球磨法成功制备了Mn-Zn铁氧体,并利用XRD、SEM以及VSM等测试技术对样品进行了表征.研究了预烧温度对铁氧体相的形成过程以及烧结铁氧体材料的显微结构和磁性能的影响.结果表明,随着预烧温度的升高,预烧粉体的颗粒尺寸逐渐增大,起始磁导率和饱和磁化强度均呈现先增大后减小的趋势.适宜的预烧温度为850℃,高于或低于此温度,烧结铁氧体材料的显微结构和磁性能都会恶化.

关键词: 高能球磨 , 铁氧体 , 磁性能

Gd-Co二元非晶及晶态合金的磁性和大磁热效应

钟喜春 , 高贝贝 , 王珊珊 , 郑志刚 , 刘仲武 , 曾德长 , 余红雅

功能材料 doi:10.3969/j.issn.1001-9731.2014.增刊(Ⅰ).026

通过熔体快淬制备了 Gd59 Co41、Gd56 Co44非晶条带,并对Gd56 Co44非晶条带进行588 K、10 min的晶化处理.利用 X 射线衍射仪(XRD)分析了合金的结构,通过综合物性测量系统(PPMS)研究了合金的磁性及磁热效应.结果表明,Gd59 Co41和 Gd56 Co44非晶条带的初始晶化温度分别为523和544 K；Gd56 Co44非晶条带晶化处理后获得了 Ho4 Co3型六方单相.非晶态和晶态合金在居里温度附近都发生铁磁到顺磁的二级相变.随着Gd/Co比例的降低,Gd59 Co41和Gd56 Co44非晶合金的居里温度(TC )从198 K 提高到217 K；晶化处理后 Gd56 Co44合金的居里温度为218 K,与非晶态合金相比变化甚微.在ΔH＝5 T时, Gd59 Co41和Gd56 Co44非晶合金的最大磁熵变(-ΔSM)和制冷能力(RC)分别为7．7 J/kg·K、525 J/kg和6．6 J/kg·K、544 J/kg；而 Gd56 Co44晶态合金的最大磁熵变(-ΔSM)和制冷能力(RC)分别为5．6 J/kg·K 和528 J/kg.大的磁熵变和制冷能力,几乎可以忽略的矫顽力和热滞/磁滞效应,表明 Gd-Co 二元非晶和晶态系列合金是200 K温区附近一类具有潜在应用价值的磁制冷工质.

关键词: 磁制冷材料 , 熔体快淬 , Gd-Co 合金 , 磁熵变 , 磁热效应

Gd99.75Fe0.25合金的大磁热效应及应用特性研究

闵继雄 , 钟喜春 , 郑志刚 , 刘仲武 , 曾德长 , 余红雅 , 邱万奇

稀有金属材料与工程

采用X射线衍射、物理性能测试系统、显微硬度计及电化学工作站研究了经氩弧熔炼、1123 K均匀化热处理168 h的Gd99.75Fe0.25合金的磁热效应及应用特性.结果表明:Gd99.75Fe0.25合金仍保持纯Gd的六方晶体结构；Gd99.75Fe0.25合金的居里温度为294K,且在居里点附近发生铁磁到顺磁的二级相变,2和5T外场下的最大磁熵变分别为4.99和9.37J·kg-1·K-1,均大于纯Gd; Gd99.75Fe0.25合金的显微硬度(HV0.2) 590 MPa,与纯Gd相当,但少量Fe的掺杂提高了Gd的耐蚀性.含少量Fe的Gd99.75Fe0.25合金具有大的磁热效应及良好的应用特性,是一种有很大应用潜力的室温磁致冷材料.

关键词: 磁热效应 , Gd99.75Fe0.25合金 , 磁熵变 , 应用特性

PS45/CuAl8伪合金复合涂层高温循环氧化行为

吴姚莎 , 邱万奇 , 余红雅 , 钟喜春 , 刘仲武 , 曾德长 , 李尚周

材料研究学报

采用超音速活性电弧喷涂技术在Q235钢基体表面制备PS45/CuAl8伪合金复合涂层,将该涂层在600℃和800℃进行循环氧化,采用XRD、SEM和精密天平等乎段对涂层的显微结构进行表征,研究了涂层的循环氧化性能.结果表明:PS45/CuAl8伪合金复合涂层主要由Al203,Cr203、α-Cu和γ-Ni同溶体组成,组织致密,颗粒成扁平状且扁平化程度高、分布均匀.经高温循环氧化后在涂层表面形成了一层致密的Al203+Cr203+Ni(Al,Cr)204薄膜,避免了A1203薄膜的剥落,从而降低了涂层氧化速率,提高了基体的抗高温循环氧化性能.

关键词: 材料表面与界面 , PS45/CuAl8伪合金复合涂层 , 超音速活性电弧喷涂 , 高温循环氧化

纳米Ni60-TiB2复合涂层的超音速火焰喷涂制备及600℃循环氧化特性

吴姚莎 , 邱万奇 , 余红雅 , 钟喜春 , 刘仲武 , 曾德长 , 李尚周

材料研究学报

采用超音速火焰喷涂技术在45#钢基体表面制备纳米Ni60-TiB2复合涂层,研究了纳米和常规微米Ni60-TiB2复合涂层在静态大气环境下600℃的循环氧化行为。结果表明：纳米Ni60-TiB2涂层具有晶粒纳米化和微观组织均匀化的特点,其氧化膜由完整连续SiO2膜构成,在其上均匀地分布着细小的TiO_2颗粒和B_2O_3膜。纳米涂层和微米涂层的循环氧化都为扩散控制机制,但是在纳米涂层表面生成了连续致密的SiO2膜。晶粒纳米化降低了涂层内应力,提高了膜基结合力,保证了氧化膜的完整性,因此使Ni60-TiB2复合涂层具有更优的抗氧化性能。

关键词: 材料失效与保护 , 表面科学 , 纳米涂层 , 循环氧化 , HVOF , TiB2

电镀铬-金刚石复合过渡层提高金刚石膜/基结合力

邱万奇 , 潘建伟 , 刘仲武 , 余红雅 , 钟喜春 , 曾德长

无机材料学报 doi:10.3724/SP.J.1077.2012.00205

在铜基体上沉积铬-金刚石复合过渡层, 用热丝CVD系统在复合过渡层上沉积连续的金刚石涂层. 用扫描电镜(SEM)、X射线(XRD)、拉曼光谱及压痕试验对所沉积的镶嵌结构界面金刚石膜的相结构及膜/基结合性能进行了研究. 结果表明, 非晶态的电镀Cr在CVD过程中转变成Cr₃C₂, 由于金刚石颗粒与Cr₃C₂的相互咬合作用, 金刚石膜/基结合力高; 在294 N载荷压痕试验时, 压痕外围不产生大块涂层崩落和径向裂纹, 只形成环状裂纹.

关键词: 金刚石膜 , inlay structure , composite plating , indentation , adhesive strength