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    耐磨熱電偶

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    新的替代品可能會減少對耐磨熱電偶的需求

    來源:www.jz82524.com作者:發表時間:2019-09-19 09:58:00

        從計算機硬盤和智能手機到耳塞和電動馬達,耐磨熱電偶處于當今技術的最前沿。含有稀土元素的耐磨熱電偶是功能最強大的耐磨熱電偶之一,可以讓許多日常物品變得更小。但是稀土元素可能很難獲得,因為它們的稀缺性或一些開采國家的地緣政治氣候具有挑戰性?,F在,科學家已經確定了基于更容易獲得的稀土的耐磨熱電偶,以及一些不含這些材料的有前景的耐磨熱電偶。

        研究人員今天將在美國化學學會(ACS)2019年春季全國會議和博覽會上展示他們的發現。世界上最大的科學協會ACS將在周四舉行會議。它包含近13,000個關于各種科學主題的演講。

       “我們已經開發出新的方法來更好地預測哪種材料可以制造出好的耐磨熱電偶,”負責該團隊的Thomas Lograsso博士說。“在實驗上,我們可以'恢復'近熱電偶系統,稱為順熱電偶。我們從具有所有正確性質的合金或化合物開始,在室溫下具有鐵磁性。很多時候,這些材料含有高比例的鐵或鈷。“

     

     

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        順熱電偶是弱磁場吸引并且不會永久磁化的材料。但是通過添加合金,順耐磨熱電偶已經轉變為鐵熱電偶或常規永熱電偶,如冰箱的金屬表面。Aogra實驗室關鍵材料研究所的Lograsso團隊已經確定了迄今為止使用這種“康復”方法的兩個有希望的候選者,兩者都是鈰鈷形式:CeCo 3和CeCo 5。雖然鈰被稱為稀土元素,但它非常豐富且易于獲得。

        之前關于CeCo 3的研究表明,它表現出典型的順磁行為。計算預測,通過添加鎂,順磁性CeCo 3  可以轉變為鐵熱電偶。Lograsso說,這些預測已通過實驗驗證,并且在測量化合物的單晶時已觀察到這種性質。

        CeCo 5是一種強鐵熱電偶。研究人員將理論計算與高通量實驗相結合,將銅和鐵的確切含量歸為零,以優化化合物的鐵磁性。有了這些添加劑,該團隊預計CeCo 5有朝一日可用于代替含有釹(Nd)和鏑(Dy)的最強稀土熱電偶,從而減少對這些關鍵元素的需求。Lograsso及其同事繼續研究可添加到CeCo 5中的其他類似金屬,以進一步提高其作為Nd和Dy熱電偶的可行替代品的適用性。

       “取代需求量很大的稀土耐磨熱電偶在經濟和環境方面都是理想的,” Lograsso說。“雖然我們的改性鈰鈷化合物不如稀土耐磨熱電偶強大,但它們對于某些商業應用仍然具有很高的價值。因此,我們的目標是將正確的耐磨熱電偶材料與特定應用相匹配 - 即所謂的'Goldilocks'非稀土耐磨熱電偶。“

        為此,該小組繼續利用其戰略優化劣質耐磨熱電偶或非耐磨熱電偶的關鍵特性,將其轉變為完全不含稀土元素的替代品。例如,他們現在使用鈷來優化鐵鍺Fe 3 Ge 的性能。所得化合物的高磁化強度與最佳的Nd基熱電偶相當。該策略不僅限于Fe 3 Ge,而且還應用于其他有前途的無稀土化合物,以選擇性地改善熱電偶性能。

        研究人員感謝美國能源部的支持和資助。

        美國化學學會是世界上最大的科學協會,是一個由美國國會特許的非營利組織。ACS是通過其多個數據庫,同行評審期刊和科學會議提供化學相關信息和研究的全球領導者。ACS不進行研究,但發表并公布同行評審的科學研究。其主要辦事處位于華盛頓特區和俄亥俄州哥倫布市。

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