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钙钛矿锰氧化物La0.7-xNdxBa0.3MnO3和La0.67Ca0.33Mn1-xO3系列样品磁卡效应的研究

2020-11-22阅读(799)

钙钛矿锰氧化物La0.7-xNdxBa0.3MnO3和La0.67Ca0.33Mn1-xO3系列样品磁卡效应的研究

论文摘要

近年来稀土锰氧化物钙钛矿材料R1-xAxMnO3（R=La,Pr,…,R=Ca,Sr,Ba,Pb…）由于其丰富的物理性质如巨磁卡效应及庞磁电阻效应等引起了人们的广泛关注。在磁致冷应用方面,特别是由于室温磁致冷对节约能源,保护人类赖以生存的环境具有重要的意义,钙钛矿材料中大的磁熵变效应为室温磁致冷工质的选择开辟了新的领域;磁电阻的研究主要用于磁记录材料和传感器,该类材料具有记录密度高、存储容量大,稳定性高,信息存储时间长等特点而倍受人们关注。 本文采用溶胶—凝胶法制备了两个系列的钙钛矿材料:1.用少量Nd替代La0.7Ba0.3MnO3中的La,即La0.7-xNdxBa0.3MnO3（x=0.00,0.05,0.10,0.15,0.20和0.25）系列多晶样品;2.在Mn位掺杂有少量空位浓度的系列多晶样品La0.67Ca0.33Mn1-xO3（x=0.00,0.02,0.04和0.06）。对这两个系列样品的磁性能尤其是磁卡效应进行了较为详细的研究。用X射线衍射实验（XRD）确定两个系列样品的钙钛矿结构,计算晶格常数和晶胞体积,用扫描电子显微镜（SEM）观察样品的形貌,用振动样品磁强计（VSM）测量样品的磁性能及磁卡效应。主要研究结果如下: 1、La0.7-xNdxBa0.3MnO3系列多晶样品 （1） 本文中制备的La0.7-xNdxBa0.3MnO3系列样品为单相钙钛矿结构,不含其它杂相。 （2） 样品的颗粒形状基本呈球状,且颗粒度较均匀。样品的颗粒尺寸分布在150～300nm范围之间。 （3） La0.7-xNdxBa0.3MnO3系列中在La位掺杂少量的Nd离子使样品的晶格常数减小。 （4） 在La位掺杂少量的Nd可将样品的居里温度从333K降低到222K,完全覆盖室温区,同时样品的磁熵变在掺杂量较小时略有提高。其中对于样品La0.7-xNdxBa0.3MnO3（x=0.15）,居里温度TC=269K,在外磁场1T下,最大磁熵变为2.22Jkg-1K-1。这主要是由于该系统的熵除来自Mn自旋系统的贡献外,来自Nd自旋系统的反常的比热变化和双自旋系统之间的相互作用对该系统的熵具有额外的贡献,因此导致了该系统磁熵变的增大。 （5） 该系列样品的磁电阻效应的研究表明,La0.7-xNdxBa0.3MnO3(x=0.00,0.05,0.10,

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 第一章 引言
  • §1.1 磁致冷的概念及特点
  • 1.1.1 磁致冷的概念
  • 1.1.2 磁致冷的特点
  • §1.2 磁致冷的理论依据及Ericsson循环
  • 1.2.1 低温区磁致冷
  • 1.2.2 高温区磁致冷及Ericsson循环
  • §1.3 磁制冷材料
  • 1.3.1 低温磁致冷材料
  • 1.3.2 高温磁致冷材料
  • 1.3.3 室温磁致冷材料
  • §1.4 室温磁致冷的研究进展
  • §1.5 磁致冷技术的应用前景
  • §1.6 磁电阻的研究
  • §1.7 选题思路
  • 第二章 钙钛矿结构简述
  • §2.1 晶体结构
  • §2.2 磁结构
  • 第三章 样品的制备及表征
  • §3.1 样品制备
  • §3.2 样品表征
  • 3.2.1 结构表征
  • 3.2.2 形貌表征
  • 3.2.3 磁性测量、磁熵计算及居里温度的确定
  • 3.2.4 磁电阻的测量与计算
  • 0.7-xNdxBa0.3MnO3系列样品电、磁性质的研究'>第四章 La0.7-xNdxBa0.3MnO3系列样品电、磁性质的研究
  • 0.7-xNdxBa0.3MnO3系列样品相结构及形貌特征'>§4.1 La0.7-xNdxBa0.3MnO3系列样品相结构及形貌特征
  • 0.7-xNdxBa0.3MnO3样品的磁热性质的研究'>§4.2 La0.7-xNdxBa0.3MnO3样品的磁热性质的研究
  • 0.7-xNdxBa0.3MnO3磁性能与磁热效应'>4.2.1 La0.7-xNdxBa0.3MnO3磁性能与磁热效应
  • 4.2.2 Nd掺杂对磁热性质的影响及分析
  • 0.7-xNdxBa0.3MnO3样品的磁电阻性质'>§4.3 La0.7-xNdxBa0.3MnO3样品的磁电阻性质
  • §4.4 本章小结
  • 0.67Ca0.33Mn1-xO3系列样品的磁性能'>第五章 La0.67Ca0.33Mn1-xO3系列样品的磁性能
  • §5.1 双交换作用模型及空位对材料电磁性能的影响
  • 0.67Ca0.33Mn1-xO3系列样品磁性能的影响'>§5.2 B位掺杂对La0.67Ca0.33Mn1-xO3系列样品磁性能的影响
  • 0.67Ca0.33Mn1-xO3系列样品相成分及形貌特征'>5.2.1 La0.67Ca0.33Mn1-xO3系列样品相成分及形貌特征
  • 0.67Ca0.33Mn1-xO3系列样品的磁性能及其相变'>5.2.2 La0.67Ca0.33Mn1-xO3系列样品的磁性能及其相变
  • 0.67Ca0.33Mn1-xO3的磁卡效应'>5.2.3 La0.67Ca0.33Mn1-xO3的磁卡效应
  • §5.3 近年来La-Ca-Mn-O系列样品磁热效应小结
  • §5.4 本章小结
  • 第六章 结论
  • 参考文献
  • 攻读硕士期间完成的论文
  • 致谢

    • 相关论文文献

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