D0I:10.13374M.issn1001-053x.2012.08.010 第34卷第8期 北京科技大学学报 Vol.34 No.8 2012年8月 Journal of University of Science and Technology Beijing Aug.2012 低居里点FeCrB非晶合金的磁热效应 高学绪四 包小倩 贺永芳 北京科技大学新金属材料国家重点实验室，北京100083 区通信作者，E-mail:gaox@skL.usth.cdu.cm 摘要基于输电线路抗覆冰的应用背景，通过对Fem--,Cr,B,(x=11-20,y=9-20)的成分调节和快淬工艺参数控制，制 备了同时具有低居里温度和高饱和磁极化强度的非晶带材.测试研究表明FeCr,B,和FeCr6B,的居里温度分别为28.6 和11.6℃，Fess Cris B0和Fe4 Cr1B2在0℃的饱和磁极化强度分别为0.69和0.62T.设计组装了一种近似绝热磁致热功率的 测量装置，用该装置对Fe6sCr1sBm和Fe4Cr6Bm两种非晶合金带的磁热功率进行了近似测量和分析. 关键词铁磁材料：非晶合金；磁热效应：居里温度：饱和磁极化强度 分类号TG132.2 Magnetocaloric effect of FeCrB amorphous alloys with low Curie point GAO Xue-xu,BAO Xiao-qian,HE Yong fang State Key Laboratory for Advanced Metals and Materials,University of Science and Technology Beijing,Beijing 100083,China Corresponding author,E-mail:gaox@skl.ustb.edu.cn ABSTRACT Fei-,Cr,B,(x=11-20,y=9-20)amorphous ribbons with low Curie point and high saturation magnetization, which could be applied in anti-icing in transmission lines,were prepared by rapid-quenching with various technological parameters. Experimental results show that the Curie temperatures of Fess Cris B2o and FeCrisB2o amorphous ribbons are 28.6 and 11.6 C,while the saturation magnetizations of Fes Cris B and FeCrB amorphous ribbons are 0.69 and 0.62T at OC,respectively.Magnetoca- loric effects of Fes Crs Bo and FeCrB amorphous ribbons were approximately measured and analyzed by using a self-designed apparatus on the basis of the near heat-insulation method. KEY WORDS ferromagnetic materials:amorphous alloys:magnetocaloric effects;Curie temperature:saturation magnetization 输电线路覆冰严重威胁电力系统的运行安全. 三种是低居里点磁热线日.低居里温度磁致热材料 我国是电线覆冰灾害最严重的国家之一.特别是 抗覆冰的原理是：在电线上缠绕软磁线，利用电线上 2008年初我国南方发生的大面积冰灾造成巨大经 电流所形成的交变磁场，对软磁线反复磁化，反复磁 济损失和人民生活灾害.目前防治电线覆冰的方法 化所形成的磁损耗以热量放出，从而达到抗覆冰的 主要有机械法、自然被动法、电线表面改性法和热力 效果.原子磁矩有序与无序转变过程产生的磁卡效 法.然而机械法只能减轻灾害，不能预防：自然 应6)主要用于获得低温，磁损耗可是铁磁性或亚 被动法会因不均匀或不同期脱冰产生导线跳跃的线 铁磁性材料在交变磁场中磁化引起的磁热效应，通 路事故；表面改性法对因雨淞形成的覆冰没有效果： 常以热的形式放出.低居里温度磁致热抗覆冰的优 热力法除冰是利用附加热源或导线自身发热，使冰 点是：材料在温度≤0℃时，呈铁磁性，产生很强的 雪在导线上无法积覆，或者使已经积覆的冰雪融化. 磁感应强度，磁滞损耗大，发热可阻止积覆冰雪或融 针对电力线路防除冰的热力法又分为三种：第一种 冰；当温度>0℃时，不需要融冰，磁感应强度很小， 是在线路上通高于正常电流密度的传输电流获得焦 损耗很小，因此是很有前景的抗电线覆冰的方法. 耳热使覆冰融化回：第二种是电阻性铁磁线0：第 磁致热材料应用在输电线路抗覆冰中，首先必须考 收稿日期：20110601第 34 卷 第 8 期 2012 年 8 月 北京科技大学学报 Journal of University of Science and Technology Beijing Vol． 34 No． 8 Aug． 2012 低居里点 FeCrB 非晶合金的磁热效应 高学绪! 包小倩 贺永芳 北京科技大学新金属材料国家重点实验室，北京 100083 !通信作者，E-mail: gaox@ skl． ustb． edu． cn 摘 要 基于输电线路抗覆冰的应用背景，通过对 Fe100 － x － yCrxBy ( x = 11 ～ 20，y = 9 ～ 20) 的成分调节和快淬工艺参数控制，制 备了同时具有低居里温度和高饱和磁极化强度的非晶带材． 测试研究表明 Fe65 Cr15 B20和 Fe64 Cr16 B20的居里温度分别为 28. 6 和 11. 6 ℃，Fe65Cr15B20和 Fe64Cr16B20在 0 ℃的饱和磁极化强度分别为 0. 69 和 0. 62 T． 设计组装了一种近似绝热磁致热功率的 测量装置，用该装置对 Fe65Cr15B20和 Fe64Cr16B20两种非晶合金带的磁热功率进行了近似测量和分析． 关键词 铁磁材料; 非晶合金; 磁热效应; 居里温度; 饱和磁极化强度 分类号 TG132. 2 Magnetocaloric effect of FeCrB amorphous alloys with low Curie point GAO Xue-xu! ，BAO Xiao-qian，HE Yong-fang State Key Laboratory for Advanced Metals and Materials，University of Science and Technology Beijing，Beijing 100083，China !Corresponding author，E-mail: gaox@ skl． ustb． edu． cn ABSTRACT Fe100 － x － yCrxBy ( x = 11 － 20，y = 9 － 20) amorphous ribbons with low Curie point and high saturation magnetization， which could be applied in anti-icing in transmission lines，were prepared by rapid-quenching with various technological parameters． Experimental results show that the Curie temperatures of Fe65Cr15B20 and Fe64Cr16B20 amorphous ribbons are 28. 6 and 11. 6 ℃，while the saturation magnetizations of Fe65Cr15B20 and Fe64Cr16B20 amorphous ribbons are 0. 69 and 0. 62 T at 0 ℃，respectively． Magnetoca￾loric effects of Fe65 Cr15 B20 and Fe64 Cr16 B20 amorphous ribbons were approximately measured and analyzed by using a self-designed apparatus on the basis of the near heat-insulation method． KEY WORDS ferromagnetic materials; amorphous alloys; magnetocaloric effects; Curie temperature; saturation magnetization 收稿日期: 2011--06--01 输电线路覆冰严重威胁电力系统的运行安全． 我国是电线覆冰灾害最严重的国家之一． 特别是 2008 年初我国南方发生的大面积冰灾造成巨大经 济损失和人民生活灾害． 目前防治电线覆冰的方法 主要有机械法、自然被动法、电线表面改性法和热力 法［1--2］． 然而机械法只能减轻灾害，不能预防; 自然 被动法会因不均匀或不同期脱冰产生导线跳跃的线 路事故; 表面改性法对因雨淞形成的覆冰没有效果; 热力法除冰是利用附加热源或导线自身发热，使冰 雪在导线上无法积覆，或者使已经积覆的冰雪融化． 针对电力线路防除冰的热力法又分为三种: 第一种 是在线路上通高于正常电流密度的传输电流获得焦 耳热使覆冰融化［3］; 第二种是电阻性铁磁线［4］; 第 三种是低居里点磁热线［5］． 低居里温度磁致热材料 抗覆冰的原理是: 在电线上缠绕软磁线，利用电线上 电流所形成的交变磁场，对软磁线反复磁化，反复磁 化所形成的磁损耗以热量放出，从而达到抗覆冰的 效果． 原子磁矩有序与无序转变过程产生的磁卡效 应［6--8］主要用于获得低温，磁损耗［9］是铁磁性或亚 铁磁性材料在交变磁场中磁化引起的磁热效应，通 常以热的形式放出． 低居里温度磁致热抗覆冰的优 点是: 材料在温度≤0 ℃ 时，呈铁磁性，产生很强的 磁感应强度，磁滞损耗大，发热可阻止积覆冰雪或融 冰; 当温度 ＞ 0 ℃时，不需要融冰，磁感应强度很小， 损耗很小，因此是很有前景的抗电线覆冰的方法． 磁致热材料应用在输电线路抗覆冰中，首先必须考 DOI:10.13374/j.issn1001-053x.2012.08.010