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室温磁制冷是近些年来发展起来的一项新的有前景的技术。La(Fe,Si)13体系中存在大的磁热效应,是一种很有应用潜力的磁制冷材料。研究铁基La(Fe,Si)13化合物的磁性、磁场诱导的熵变及相变性质等可以为磁制冷样机的研制提供指导。 通过真空电弧熔炼,得到La(Fe,Si)13合金锭,部分样品用甩带方法获得条带,然后将这些样品在1000~1050℃热处理20hr.~50d.不等,获得单相NaZn13型LaFe13-xSix(1.2≤x≤2.2)化合物。 本论文系统地研究了铁基La(Fe,Si)13化合物的磁性、磁场诱导的熵变及相变性质,主要结果如下: 基于Maxwell关系式计算出在不同磁场下LaFe13-xSix(1.2≤x≤2.2)化合物的熵变ΔS。用Landau的二级相变理论及平均场近似下的标度律,分析拟合了LaFe13-xSix化合物ΔS与H之间的关系,对于具有一级和二级相变的材料,发现均存在ΔS ∝ H2/3的关系,只是拟合得到的参数不同。采用熵变峰值拟合得到的参数能够反映材料中一级磁性相变的程度。 研究了LaFe13-xSix(x=1.2~1.7)化合物的顺磁磁化率χ,认为顺磁磁化率χ与温度T间的关系形式上满足居里—外斯定律,拟合得到的居里常数与计算得到的居里常数数量级相同。 研究了LaFe13-xSix(x=1.3,1.4,1.5)化合物的相变温度Tc与外磁场H间的关系,在磁场不太大时,TC=a+bμ0H和TC(H)2-TC(0)2 ∝ H均能很好地描述实验结果,但在磁场很大时,线性关系与实验点存在很大偏离,但TC(H)2-TC(0)2 ∝ H仍能很好地描述实验结果。 研究了LaFe13-xSix(x=1.2)条带样品的磁热效应,其在0~5T、0~10T和0~13T外磁场变化下的近平台处的最大熵变分别为:27.4J/kg K、30.2J/kg K和31.4J/kg K。并初步研究了热平衡问题,测量磁化曲线的过程中测量定磁场下的磁化强度随时间的变化表明系统处于热平衡至少需要300s。 研究了块状样品LaFe13-xSix(x=1.5)化合物的磁热效应,0~5T、0~10T和0~13T外磁场变化下的近平台处的最大熵变分别为:24.3J/kg K、28.2J/kg K和29.9J/kg K,并初步研究了热平衡问题,无论是测量磁化曲线的过程中测量定磁场下的磁化强度随时间的变化M~t还是每测完一个磁场下的M~t后将磁场降为零或是加磁场至样品基本磁化至饱和,