【摘 要】
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随着能源危机和环境问题的日益严峻,传统气体压缩制冷由于效率低、环境污染以及噪声大等缺点已不能满足绿色节能的要求,而固态相变制冷因制冷工质为固态,具有无污染、效率高
【出 处】
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中国科学院大学(中国科学院宁波材料技术与工程研究所)
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随着能源危机和环境问题的日益严峻,传统气体压缩制冷由于效率低、环境污染以及噪声大等缺点已不能满足绿色节能的要求,而固态相变制冷因制冷工质为固态,具有无污染、效率高和能耗低等优点,受到越来越多研究者的关注。其中基于应力诱发马氏体相变的弹热效应制冷是目前固态制冷的研究热点之一。弹热制冷具有大绝热温变、高制冷效率以及简单的应力驱动模式等优势,所以研究开发具有巨弹热效应的新型弹热材料具有重要意义。本文对Pd-In-Fe磁性形状记忆合金的应力诱发相变行为进行了深入研究。通过电弧熔炼、深过冷快速凝固和光学浮区技术等不同的凝固手段制备了Pd-In-Fe合金,分别研究了Pd-In-Fe合金的微观组织、晶体结构、马氏体相变、超弹性及其弹热效应。本文首先探索了电弧熔炼技术制备的Pd-In-Fe退火合金的微观组织、晶体结构、马氏体相变及其弹热效应。研究发现铁含量对相组成和形貌有显著影响。Pd59.3In23.2Fe17.5在80 MPa的临界应力诱发下得到5.4 K的绝热温变。而且超弹性曲线的相变临界应力经过机械训练后明显减小。然后利用循环过热与熔融玻璃复合净化的深过冷凝固技术获得过冷度为182 K的深过冷Pd59.3In23.2Fe17.5合金,在347 K施加154 MPa的单轴应力获得3K的绝热温变。深过冷Pd59.3In23.2Fe17.5合金的表现出独特的线性超弹性,具有小的滞后能量损失（0.35 MJ/m3）。最后本文通过光学浮区法生长了取向接近<101>的Pd56.6In25.6Fe17.8单晶,经过高温退火获得成分比较均匀的浮区法样品,低温压缩实验获得临界应力对温度的敏感性常数为3.38 MPa/K,在204 K卸载300 MPa的单轴应力,直接获得2.7K的绝热温变。
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