La0.8Pr0.2Fe13.7Si1.3-Hδ合金在循环磁场中的磁相分离效应及其对磁热性能稳定性的调控机制

本文揭示了La0.8Pr0.2Fe13.7Si1.3-Hδ合金在8T循环磁场作用下的磁相分离现象，通过直接测量绝热温度变化（ΔTad）和X射线衍射分析，发现氢化样品因Fe-Fe键距更大导致磁热效应（MCE）退化更显著，为磁制冷材料设计提供了关键理论依据。

　　

Highlight

本研究首次在8T强循环磁场中直接测量了La_0.8Pr_0.2Fe_13.7Si_1.3-H_δ合金的绝热温度变化（ΔT_ad），发现氢化样品在1.8T低频（0.2Hz）磁场下ΔT_ad退化幅度（0.57K）显著高于未氢化样品（0.13K），而在8T磁场中两者均能保持1000次循环的稳定性。

Results and discussion

通过XRD分析发现，氢化样品在相变温度附近Fe-Fe键距缩短量（0.013?）远超未氢化样品（0.007-0.008?），这种晶格响应差异直接解释了氢化样品更强的MCE退化现象。比热测量显示，循环磁场诱导的磁相分离会形成具有空间分布临界温度的多相态，导致T_C附近出现异常峰。

Conclusions

磁制冷材料的实际应用中必须考虑循环磁场导致的磁相分离和结构疲劳。本工作证明通过调控Fe-Fe键距和氢化程度，可优化La-Fe-Si合金在动态磁场下的MCE稳定性，为下一代磁制冷机设计提供了重要指导。