NdMnO3亞微米團(tuán)簇磁熱效應(yīng)的研究

陳建寶,洪 波

(中國(guó)計(jì)量大學(xué) 材料科學(xué)與工程學(xué)院, 浙江 杭州 310018)

近些年來(lái),鈣鈦礦型錳氧化物REMnO3(RE一般為3價(jià)稀土元素)由于其獨(dú)特的電性能和磁性能引起了人們大量的關(guān)注和研究[1],又由于鈣鈦礦結(jié)構(gòu)組成的靈活性,大家對(duì)其的研究又任重而道遠(yuǎn)。其中在磁性能方面,鈣鈦礦型錳氧化物在發(fā)生鐵磁到順磁的相變時(shí)存在著顯著的巨磁阻效應(yīng)(CMR)[2]和磁熱效應(yīng)(MCE)[3]。接著又有人通過(guò)姜-泰勒效應(yīng)和雙交換理論模型來(lái)解釋鈣鈦礦型錳氧化物的這些性質(zhì)[4-5]。而磁致冷技術(shù)正是運(yùn)用了磁熱效應(yīng)而誕生的一種具備環(huán)保、節(jié)能、靜音優(yōu)勢(shì)的新技術(shù),從而具有廣闊的應(yīng)用前景。對(duì)于磁熱效應(yīng),除了高磁熵變外,相對(duì)制冷能力(RCP)更適合用來(lái)反映一種磁致冷材料的能力[6],其定義為

RCP(S)=|ΔSM|max×δTFWHM。

(1)

式(1)中,(ΔSM)max為最大磁熵變,δTFWHM為最大磁熵的半高溫寬。

隨后由于納米材料的興起,鈣鈦礦型錳氧化物的納米材料也受到了廣泛的關(guān)注。與一般的塊體材料相比而言,納米材料隨著其粒子尺寸的減小,表面和界面作用的增強(qiáng),從而對(duì)其性能引起了不小的變化[7]。對(duì)磁熱效應(yīng)而言,由于納米材料表面一系列缺陷的增多,使其不飽和磁矩增多,進(jìn)而使其飽和磁化強(qiáng)度減小,從而又使磁熵變減小。但是，又由于相變溫度寬化,使其高熵變溫區(qū)寬化,相較RCP還是未知數(shù)。納米結(jié)構(gòu)的磁致冷材料成為了一個(gè)研究熱點(diǎn)[8-11]，但對(duì)于亞微米級(jí)的材料來(lái)說(shuō),結(jié)構(gòu)在塊體與納米材料之間,如果性能既有塊體材料的高熵變,又有納米材料的寬熵變溫區(qū)的話(huà),這將會(huì)是一個(gè)不錯(cuò)的選擇。……