Lu Qingmei

Influence of Tm on Crystal Structure and Magnetic Properties of SmCo5 Compounds

Abstract The compounds of SmCo5 and Sm0.8Tm0.2Co5.2 have been studied via X-ray diffraction (XRD) and magnetic measurements, in order to clarify the effect of Tm doping on the crystal structure and intrinsic magnetic properties of the SmCo5 compound. XRD results show that both compounds have a single hexagonal CaCu5 type crystal structure, and the Tm doping leads to an expansion of the hexagonal unit cell in the direction of c axis and a contraction of a, b axes and the cell volume. The Curie temperatures (TC) of the SmCo5 and Sm0.8Tm0.2Co5.2 are 957 and 965 K, respectively. Magnetic measurements show that both the magnetic anisotropy field (HA) and the magnetization at an applied field of 7 T (M7T) of SmCo5 are higher than those of Sm0.8Tm0.2Co5.2 at room temperature (300 K). However, the HA and M7T of SmCo5 become lower than those of Sm0.8Tm0.2Co5.2 with the temperature increasing to 473 K. Therefore, it is concluded that Tm doping in SmCo5 can effectively improve the magnetic properties at elevated temperature.

(Mg 2 Si 1- x Sb x ) 0.4 -(Mg 2 Sn) 0.6 固溶体合金的制备及热电输运特性

以Mg、Si、Sn、Sb块体为原料, 采用熔炼结合放电等离子烧结(SPS)技术制备了n型(Mg 2 Si 1- x Sb x ) 0.4 -(Mg 2 Sn) 0.6 (0≤ x ≤0.0625)系列固溶体合金. 结构及热电输运特性分析结果表明: 当Mg原料过量8wt%时, 可以弥补熔炼过程中Mg的挥发损失, 形成单相(Mg 2 Si 1- x Sb x ) 0.4 -(Mg 2 Sn) 0.6 固溶体. 烧结样品的晶胞随Sb掺杂量的增加而增大; 电阻率随Sb掺杂量的增加先减小后增大, 当样品中Sb掺杂量 x ≤0.025时, 样品电阻率呈现出半导体输运特性, Sb掺杂量 x> 0.025时, 样品电阻率呈现为金属输运特性. Seebeck系数的绝对值随Sb掺杂量的增加先减小后增大; 热导率 κ 在Sb掺杂量 x ≤0.025时比未掺杂Sb样品的热导率低, 在Sb掺杂量x>0.025时高于未掺杂样品的热导率, 但所有样品的晶格热导率明显低于未掺杂样品的晶格热导率. 实验结果表明Sb的掺杂有利于降低晶格热导率和电阻率, 提高中温区Seebeck系数绝对值; 其中(Mg 2 Si 0.95 Sb 0.05 ) 0.4 -(Mg 2 Sn) 0.6 合金具有最大ZT值, 并在723 K附近取得最大值约为1.22.以Mg、Si、Sn、Sb块体为原料, 采用熔炼结合放电等离子烧结(SPS)技术制备了n型(Mg 2 Si 1- x Sb x ) 0.4 -(Mg 2 Sn) 0.6 (0≤ x ≤0.0625)系列固溶体合金. 结构及热电输运特性分析结果表明: 当Mg原料过量8wt%时, 可以弥补熔炼过程中Mg的挥发损失, 形成单相(Mg 2 Si 1- x Sb x ) 0.4 -(Mg 2 Sn) 0.6 固溶体. 烧结样品的晶胞随Sb掺杂量的增加而增大; 电阻率随Sb掺杂量的增加先减小后增大, 当样品中Sb掺杂量 x ≤0.025时, 样品电阻率呈现出半导体输运特性, Sb掺杂量 x> 0.025时, 样品电阻率呈现为金属输运特性. Seebeck系数的绝对值随Sb掺杂量的增加先减小后增大; 热导率 κ 在Sb掺杂量 x ≤0.025时比未掺杂Sb样品的热导率低, 在Sb掺杂量x>0.025时高于未掺杂样品的热导率, 但所有样品的晶格热导率明显低于未掺杂样品的晶格热导率. 实验结果表明Sb的掺杂有利于降低晶格热导率和电阻率, 提高中温区Seebeck系数绝对值; 其中(Mg 2 Si 0.95 Sb 0.05 ) 0.4 -(Mg 2 Sn) 0.6 合金具有最大ZT值, 并在723 K附近取得最大值约为1.22.

快淬和球磨时间对p型(Bi 0.25 Sb 0.75 ) 2 Te 3 合金热电性能的影响

通过快淬?机械球磨?放电等离子烧结工艺制备了p型(Bi 0.25 Sb 0.75 ) 2 Te 3 块体热电材料. 在300~523K温度范围内对其电导率、Seebeck系数和热导率进行了测试, 并系统研究了快淬后球磨时间对合金热电性能的影响. 研究结果表明, 随着球磨时间的延长, 样品的电导率呈先降后升的趋势, Seebeck系数变化并不明显, 而热导率随球磨时间的延长逐渐下降. 球磨20h的样品在室温下具有最高的热电优值, 最大值达到0.96, 机械抗弯强度达到91MPa.通过快淬?机械球磨?放电等离子烧结工艺制备了p型(Bi 0.25 Sb 0.75 ) 2 Te 3 块体热电材料. 在300~523K温度范围内对其电导率、Seebeck系数和热导率进行了测试, 并系统研究了快淬后球磨时间对合金热电性能的影响. 研究结果表明, 随着球磨时间的延长, 样品的电导率呈先降后升的趋势, Seebeck系数变化并不明显, 而热导率随球磨时间的延长逐渐下降. 球磨20h的样品在室温下具有最高的热电优值, 最大值达到0.96, 机械抗弯强度达到91MPa.