基于热压烧结与晶界扩散的LaFe_11.6Si_1.4/Ce₄₀Co₆₀大块复合材料的磁热效应与力学性能研究

【作者】 钟喜春； 董旭涛； 黄焦宏； 张虎； 余红雅； 刘仲武；

【机构】 华南理工大学材料科学与工程学院； 包头稀土研究院； 北京科技大学材料科学与工程学院；

【摘要】 具有巨磁热效应的NaZn₁₃型La-Fe-Si合金由于存在居里温度远低于室温,成相困难,本征脆性大等问题,严重限制了其在近室温领域的商业化应用。本项工作研究了热压烧结和高温扩散退火法制备的LaFe_11.6Si_1.4/Ce₄₀Co₆₀大块复合材料的结构、磁性及力学性能。在热压烧结过程中,La（Fe,Si）₁₃合金粉末颗粒与Ce₄₀Co₆₀粘结剂结合,形成具有高机械强度的多孔结构。粘结剂合金Ce₄₀Co₆₀的加入对包晶反应也有促进作用。由于Ce和Co在退火过程中向La（Fe,Si）₁₃相扩散,退火对其磁热性能有重要影响。热压烧结样品在1373K下退火24小时后,LaFe_11.6Si_1.4/Ce₄₀Co₆₀复合材料的抗压强度高达312MPa;当磁场变化为2T时,大块复合材料在236–264K的商用温度范围内,获得了～4.0 J/（kg?K）的平台状大磁熵变,（–?S_M）-T曲线的半高宽(ΔT_FWHM)和制冷量分别为55K、173J/kg。结果表明,LaFe_11.6Si_1.4/Ce₄₀Co₆₀大块复合材料能够满足基于Ericsson循环的近室温磁制冷要求。更多还原