【摘 要】
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随着社会的不断进步,传统的制冷方式已经无法满足人们日益增长的需求,因此基于磁热效应的磁制冷技术因其绿色环保、高效节能、稳定等特点而被广泛关注。磁制冷技术的核心就是探寻性能优异的磁制冷材料。稀土基非晶合金由于其独特的物理特性、较强的玻璃形成能力、优异的磁热效应等优点而倍受关注。本文选择了两个系列的富重稀土非晶材料为研究对象,并对其晶体结构、非晶形成能力、磁性及磁热效应进行系统而深入的研究,获得结果如
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随着社会的不断进步,传统的制冷方式已经无法满足人们日益增长的需求,因此基于磁热效应的磁制冷技术因其绿色环保、高效节能、稳定等特点而被广泛关注。磁制冷技术的核心就是探寻性能优异的磁制冷材料。稀土基非晶合金由于其独特的物理特性、较强的玻璃形成能力、优异的磁热效应等优点而倍受关注。本文选择了两个系列的富重稀土非晶材料为研究对象,并对其晶体结构、非晶形成能力、磁性及磁热效应进行系统而深入的研究,获得结果如下:1.通过电弧熔炼和甩带法制备了RE60Co20Ni20（RE=Ho,Er,Tm）和RE60Co20Al20（RE=Ho,Er,Tm）合金,采用XRD对其晶体结构进行表征,利用DSC对其非晶形成能力进行分析,结果表明RE60Co20Ni20（RE=Ho,Er,Tm）和RE60Co20Al20（RE=Ho,Er,Tm）均为非晶态结构。2.Ho60Co20Ni20,Er60Co20Ni20和Tm60Co20Ni20的玻璃转变温度Tg分别为:621.5 K、567.3 K和622.0 K;初始晶化温度Tx分别为:638.5 K、653.6 K和650.0K,结合Trg,△Tx和γ参数综合评价可知,这三种非晶合金不仅热稳定好,同时还具备较强的非晶形成能力。3.Ho60Co20Ni20,Er60Co20Ni20和Tm60Co20Ni20的居里温度TC分别为20.4 K、11.5 K和6.7 K,均在TC附近经历了从铁磁到顺磁的二级相变,且在相变过程中不存在磁滞和热滞现象。在0-5 T外加磁场下,三种非晶合金在TC附近的最大磁熵变-△SMm ax分别为18.4 J/kg·K、15.5 J/kg·K和17.1 J/kg·K;相对制冷能力RCP分别为668.2 J/kg、403.2 J/kg和273.0 J/kg。4.RE60Co20Al20（RE=Ho,Er,Tm）非晶合金的初始晶化温度Tx远超室温,在室温下稳定性较强。此外,这三种非晶合金的Trg值均接近0.6,△Tx和γ参数值较为可观,综合来看,热稳定性较强,玻璃形成能力较为突出。5.Ho60Co20Al20,Er60Co20Al20和Tm60Co20Al20的居里温度TC分别为22.3 K、10.3 K和5.0 K,且在该温度附近经历了FM-PM的二级相变。在0-7 T外磁场下,Ho60Co20Al20,Er60Co20Al20和Tm60Co20Al20的-△SMm ax分别为14.2 J/kg·K、15.6J/kg·K和15.1 J/kg·K;RCP分别为625.0 J/kg、505.7 J/kg和334.0 J/kg。6.RE60Co20Ni20（RE=Ho,Er,Tm）和RE60Co20Al20（RE=Ho,Er,Tm）非晶合金的热稳定性较强,均有较好的玻璃形成能力。除此之外,其工作温区、最大磁熵变、制冷能力等相当可观,有望成为潜在的低温磁制冷材料。
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