Gd-Al-Ni大塊金屬玻璃的形成、熱穩(wěn)定性和物性的研究.pdf

1、自從1960年美國加州理工大學(xué)的Duwez等人采用熔體快速冷卻的方法首先制得了Au-Si非晶合金材料后，非晶態(tài)金屬因?yàn)槠洫?dú)特的物理性能、化學(xué)性能、機(jī)械性能和防腐性能而引起了人們廣泛的關(guān)注和極大的興趣。非晶態(tài)合金作為一種新型材料，具有長程無序、短程有序的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，所以與晶態(tài)合金相比，它不僅具有極高的強(qiáng)度、硬度、韌性、耐磨性、耐蝕性和高電阻性，而且還表現(xiàn)出優(yōu)良的軟磁性、超導(dǎo)性、低磁損耗等特點(diǎn)。根據(jù)非晶合金的這些特性，研究其在磁制冷方面的應(yīng)用

2、具有重要意義。稀土金屬Gd是磁制冷應(yīng)用的典型代表，其4f層有7個(gè)未成對(duì)電子，居里溫度(293K)恰好在室溫區(qū)間，且具有較大的磁熱效應(yīng)。目前人們主要研究了GdTb、GdDy、GdY、GdCd、GdAl、GdZn、GdMn、Gd<,5>Si<,4>-Gd<,3>Fe<,3.35>Al<,1.65>O<,12>等非晶合金的磁制冷特性。這些磁工質(zhì)的磁熱效應(yīng)大都小于、甚至遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于金屬Gd的磁熱效應(yīng)。因此尋找大磁熱效應(yīng)的磁工質(zhì)是當(dāng)前的主要目標(biāo)。

3、 本論文以新型Gd-Al-Ni系大塊金屬玻璃作為研究對(duì)象，采用XRD、DSC、熱分析儀PPMS等手段，對(duì)這一體系合金的非晶形成能力、熱穩(wěn)定性以及磁熱效應(yīng)進(jìn)行了較為系統(tǒng)的前期研究： 一．通過熱力學(xué)計(jì)算和試驗(yàn)研究相結(jié)合的方法比較系統(tǒng)研究了Gd-Al-Ni合金體系的非晶形成能力。通過計(jì)算，得到了Gd-Al-Ni合金體系的非晶形成焓、固溶體形成焓和金屬間化合物形成焓，并據(jù)此大致預(yù)測了Gd-Al-Ni合金體系非晶形成能力和成分的范圍，

4、通過實(shí)驗(yàn)證明預(yù)測結(jié)果是比較有效的，并得到了非晶形成能力較好的Gd-Al-Ni大塊非晶合金。 二．研究了Gd-Al-Ni非晶合金體系中非晶合金的玻璃轉(zhuǎn)變、晶化及其動(dòng)力學(xué)性能，得到了這些非晶合金的玻璃轉(zhuǎn)變和晶化的Kissinger方程、VFT 方程和Lasoka方程，在此基礎(chǔ)上獲得了這些非晶合金的理想玻璃轉(zhuǎn)變溫度以及它們的玻璃轉(zhuǎn)變和晶化的激活能，并繪制了這些非晶合金的連續(xù)加熱轉(zhuǎn)變曲線。通過連續(xù)加熱轉(zhuǎn)變曲線比較了非晶合金的熱穩(wěn)定性；其