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耐磨热电偶

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新的替代品可能会减少对耐磨热电偶的需求

来源:www.yum10.com作者:发表时间:2019-09-19 09:58:00

    从计算机硬盘和智能手机到耳塞和电动马达,耐磨热电偶处于当今技术的最前沿。含有稀土元素的耐磨热电偶是功能最强大的耐磨热电偶之一,可以让许多日常物品变得更小。但是稀土元素可能很难获得,因为它们的稀缺性或一些开采国家的地缘政治气候具有挑战性。现在,科学家已经确定了基于更容易获得的稀土的耐磨热电偶,以及一些不含这些材料的有前景的耐磨热电偶。

    研究人员今天将在美国化学学会(ACS)2019年春季全国会议和博览会上展示他们的发现。世界上最大的科学协会ACS将在周四举行会议。它包含近13,000个关于各种科学主题的演讲。

   “我们已经开发出新的方法来更好地预测哪种材料可以制造出好的耐磨热电偶,”负责该团队的Thomas Lograsso博士说。“在实验上,我们可以'恢复'近热电偶系统,称为顺热电偶。我们从具有所有正确性质的合金或化合物开始,在室温下具有铁磁性。很多时候,这些材料含有高比例的铁或钴。“

 

 

耐磨热电偶.jpg

 

    顺热电偶是弱磁场吸引并且不会永久磁化的材料。但是通过添加合金,顺耐磨热电偶已经转变为铁热电偶或常规永热电偶,如冰箱的金属表面。Aogra实验室关键材料研究所的Lograsso团队已经确定了迄今为止使用这种“康复”方法的两个有希望的候选者,两者都是铈钴形式:CeCo 3和CeCo 5。虽然铈被称为稀土元素,但它非常丰富且易于获得。

    之前关于CeCo 3的研究表明,它表现出典型的顺磁行为。计算预测,通过添加镁,顺磁性CeCo 3  可以转变为铁热电偶。Lograsso说,这些预测已通过实验验证,并且在测量化合物的单晶时已观察到这种性质。

    CeCo 5是一种强铁热电偶。研究人员将理论计算与高通量实验相结合,将铜和铁的确切含量归为零,以优化化合物的铁磁性。有了这些添加剂,该团队预计CeCo 5有朝一日可用于代替含有钕(Nd)和镝(Dy)的最强稀土热电偶,从而减少对这些关键元素的需求。Lograsso及其同事继续研究可添加到CeCo 5中的其他类似金属,以进一步提高其作为Nd和Dy热电偶的可行替代品的适用性。

   “取代需求量很大的稀土耐磨热电偶在经济和环境方面都是理想的,” Lograsso说。“虽然我们的改性铈钴化合物不如稀土耐磨热电偶强大,但它们对于某些商业应用仍然具有很高的价值。因此,我们的目标是将正确的耐磨热电偶材料与特定应用相匹配 - 即所谓的'Goldilocks'非稀土耐磨热电偶。“

    为此,该小组继续利用其战略优化劣质耐磨热电偶或非耐磨热电偶的关键特性,将其转变为完全不含稀土元素的替代品。例如,他们现在使用钴来优化铁锗Fe 3 Ge 的性能。所得化合物的高磁化强度与最佳的Nd基热电偶相当。该策略不仅限于Fe 3 Ge,而且还应用于其他有前途的无稀土化合物,以选择性地改善热电偶性能。

916彩票    研究人员感谢美国能源部的支持和资助。

    美国化学学会是世界上最大的科学协会,是一个由美国国会特许的非营利组织。ACS是通过其多个数据库,同行评审期刊和科学会议提供化学相关信息和研究的全球领导者。ACS不进行研究,但发表并公布同行评审的科学研究。其主要办事处位于华盛顿特区和俄亥俄州哥伦布市。

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