【摘 要】
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Ni-Mn-In系合金是近年来引起广泛关注的一类新型磁控功能材料。由于这类材料具有强烈的磁-结构耦合特征,磁场驱动马氏体相变可产生显著的磁热效应,在磁制冷领域具有广阔的应用前景。就实际应用而言,磁工质在一个宽泛的温度范围内具有大的磁热效应具有重要的意义。本论文通过真空电弧熔炼炉制备了名义成分为Ni50-xMn36+xIn14（x=0,1,2,3,4）,Ni49-xMn37In14Cox（x=1,2
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Ni-Mn-In系合金是近年来引起广泛关注的一类新型磁控功能材料。由于这类材料具有强烈的磁-结构耦合特征,磁场驱动马氏体相变可产生显著的磁热效应,在磁制冷领域具有广阔的应用前景。就实际应用而言,磁工质在一个宽泛的温度范围内具有大的磁热效应具有重要的意义。本论文通过真空电弧熔炼炉制备了名义成分为Ni50-xMn36+xIn14（x=0,1,2,3,4）,Ni49-xMn37In14Cox（x=1,2,3,4,5,6）,Ni46Mn37xIn14Co3Cux（x=1,2,3,4）以及Ni45Co5Mn36.5In13.5xGex（x=1,2,3,4）系列多晶合金,系统地分析了掺杂元素对合金马氏体相变、晶体结构及磁性能的影响,以期为今后的合金设计和拓宽成分区间提供借鉴。Ni49Mn37In14合金相变温度在室温附近,相变滞后为10K;5T磁场下,在一级相变附近296 K处可产生的最大磁熵变为25.59 Jkg-1K-1,二级相变附近318 K处最大磁熵变为-7.47 Jkg-1K-1,总的有效制冷能力达到276.14Jkg-1。1.5T磁场下,一级相变附近302 K处最大绝热温变为2.37 K,二级相变附近316 K处最大绝热温变为-1.71 K。Ni48Mn37In14Co1母相与马氏体相磁化强度差△M可达88 emu/g;5 T磁场下,最大磁熵变为13.63 Jk-1K-1,有效制冷能力（RCeff）为263.06 Jkg-1。1.5 T磁场下,在254 K处得到最大绝热温变为2.53 K。Ni48Mn37In14Co1合金相比于掺杂Co元素前的Ni49Mn37In14合金,母相与马氏体相磁化强度差增大18 emu/g,相同磁场下驱动逆马氏体相变程度更大。Ni46Mn37xIn14Co3Cux（x=1,2,3,4）合金中,随着Cu含量的逐渐增加,马氏体相变温度逐渐升高,居里转变温度逐渐降低,相变滞后逐渐减小。Cu元素的添加可以有效的提高合金的磁熵变△SM,制冷能力RC及有效制冷能力RCeff,改善合金磁热性能。5 T磁场下,Ni46Mn35In14Co3Cu2合金的最大磁熵变为17.95 Jkg-1K-1,有效制冷能力为288.44 Jkg-1;1.5 T磁场下,Ni46Mn35In14Co3Cu2合金在马氏体相变附近272 K处测得最大绝热温变为5.14 K。Ni45C05Mn36.5In13.5-xGex（x=1,2,3,4）合金中,随着Ge含量的逐渐增加,马氏体相变温度逐渐升高,居里转变温度逐渐降低,相变滞后逐渐减小,转变过程中的熵变增大,磁熵变及有效制冷能力显著提高。5T磁场下,Ni45Co5Mn36.5In11.5Ge2合金有效制冷能力达到331.93 Jkg-1。1.5 T磁场下,最大绝热温变随着Ge含量的增加而减小,Ni45C05Mn36.5In2.5Ge1合金在马氏体相变附近254 K处测得最大绝热温变为3.86 K。
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