提高Ni-Co-Mn-Ti形状记忆合金的热量性能,用于通过火花等离子体烧结进行多场景制冷

科学领域:

• 材料科学 材料科学 材料科学
• 固态物理 固态物理
• 热力学是一种热力学.

背景情况:

• 固态制冷技术为传统蒸汽压缩系统提供了一个环保的替代方案.
• 开发具有高转换和合适微观结构的先进材料对于高效的固态冷却至关重要.

研究的目的:

• 制造和优化Ni-Co-Mn-Ti合金,以提高固态制冷性能.
• 为了研究合金组成,颗粒大小,加工条件和热力学性能之间的关系.

主要方法:

• 使用火花等离子烧结 (SPS) 来制造具有不同颗粒大小 (0-50μm,50-75μm,75-150μm) 的Ni-Co-Mn-Ti合金.
• 合金组成和颗粒大小被系统地调整以优化转换和微观结构.
• 机械性能 (压力强度,断裂应变) 和亚亚巴体温度变化在不同的负载条件和压力下进行了评估.

主要成果:

• 优化的Ni37Co13Mn34.5Ti15.5合金 (0-50μm颗粒大小) 呈现出显著的转变变化和有利的粒度边界相分布.
• 实现了出色的机械性能:2005 MPa的压力强度和27%的断裂应变.
• 在0.28s-1.1的负载率下,观察到高达34.2K的附带温度变化.
• 证明了巴洛卡路里效应,变化为16.1 J·kg−1·K−1和估计的亚热温度变化为11.2 K,低于100 MPa.

结论:

• SPS Ni37Co13Mn34.5Ti15.5合金在固态制冷应用中具有显著的潜力.
• 该研究强调了控制的微观结构和组成对于在磁热和热热材料中实现高性能的重要性.
• 对大规模生产和长期稳定性的进一步研究是有必要的.