Gd-Co-Al大塊金屬玻璃的非晶形成能力與磁熱效應(yīng).pdf

1、近年來，Gd基金屬玻璃具有鐵磁性、大的相對(duì)制冷量等優(yōu)點(diǎn)可以作為磁制冷材料而引起了廣泛關(guān)注。本文圍繞Gd基BMGs的非晶形成能力和磁性與磁熱效應(yīng)展開研究。首先，通過Ge合金化Gd-Co-Al合金成分，在獲得復(fù)合大塊非晶的基礎(chǔ)上得到非晶形成能力較好的Gd-Co-Al三元大塊非晶合金成分；然后通過Zr的微合金化，大大提高Gd-Co-Al合金的玻璃形成能力，并獲得了其良好的磁熱性能。主要研究內(nèi)容如下：
　　一、通過Ge代Al，得到Gd55

2、Co15Al30-xGex(x=0,2,4,5,6,8,10)復(fù)合大塊非晶，研究發(fā)現(xiàn)復(fù)合大塊非晶由非晶基體和Gd5Ge3晶體相組成。復(fù)合大塊非晶的非晶形成能力并沒有因?yàn)镚d5Ge3相的析出而受到破壞，當(dāng)x=5時(shí)，合金能形成直徑10mm柱狀復(fù)合非晶。綜合能譜(EDS)并在假設(shè)合金凝固過程中Ge完全形成Gd5Ge3相的基礎(chǔ)上進(jìn)行了成分計(jì)算，發(fā)現(xiàn)了三元Gd-Co-Al系中新的BMGs成分區(qū)域。通過文獻(xiàn)檢索發(fā)現(xiàn)，本研究在復(fù)合非晶的基礎(chǔ)上制備完全

3、非晶樣品是一種制備大塊金屬玻璃的新方法。
　　二、研究了Zr微合金化對(duì)Gd-Co-Al大塊金屬玻璃非晶形成能力以及磁性和磁熱效應(yīng)的影響。研究發(fā)現(xiàn)1at.％Zr的微合金化使 Gd基大塊金屬玻璃即Gd52.5Co18.5Al29Zr1的臨界尺寸從3mm提高到8mm，玻璃形成能力得到明顯提高。磁性測量表明，Zr替代Al，并不改變合金的居里溫度，Gd52.5Co18.5Al29Zr1合金在93K附近的最大磁熵變(-SMmax)和相對(duì)制冷量

4、(RCP)分別為9.6J/kgK和890J/kg。Gd52.5Co18.5Al29Zr1較好的非晶形成能力、大的磁熵變以及高的相對(duì)制冷量使得它成為較好的磁制冷候選工質(zhì)。此外，本文還研究了不同純度的Gd對(duì)Gd52.5Co18.5Al29合金的玻璃形成能力的影響，結(jié)果表明低純Gd制備的大塊非晶的臨界直徑小于高純Gd制備的大塊非晶，但是并不影響大塊金屬玻璃的磁熱性能，綜合原料的成本和玻璃形成能力的因素，采用商業(yè)低純Gd制備的Gd基金屬玻璃降低