微添加Nb,Ni对Gd50Co50合金非晶形成能力、磁性能及磁热性能的影响

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本文主要以Gd50Co50为基础合金,采用元素替代的方法对合金进行成分设计,应用单辊旋淬法制得目标成分非晶条带。利用X射线衍射(XRD)并结合差示扫描量热法(DSC)表征了非晶态软磁合金的非晶形成能力、热稳定性,通过综合物性测量系统(PPMS)测量磁性能。系统研究了添加微量Nb、Ni后合金的非晶形成能力、磁性能。具体内容如下:结果显示Gd50Co50的非晶形成能力较差,随后在Nb和Ni元素的添加均提高了二元Gd50Co50合金的非晶形成能力和热稳定性,参考一系列温度参数得出:添加Nb更有利于提高非晶形成能力,其中Gd50Co45Nb5合金的非晶形成能力在所选的几种合金中最强。Gd50-xCo50Nbx(x=2,5)、Gd50Co50-xNbx(x=2,5)、Gd50Co50-xNix(x=2,5)三个体系非晶合金均发生二级磁相变,具有良好的软磁性能。添加Nb、Ni都使得非晶合金的Tc降低,运用Gd原子3d-4f交换作用和Gk因子共同解释了合金的Tc随着Nb、Ni的添加变化的机理。在5T磁场下以上所有非晶合金的半高宽均在110 K以上。其中Gd50Co45Nb5在5T磁场下的磁热性能最优,磁熵变峰值-ΔSmpeak为6.27J g-1K-1制冷能力RC为752.4J g-1。Gd50-xCo50Nbx(x=2,5)、Gd50Co50-xNbx(x=2,5)、Gd50Co50-xNix(x=2,5)非晶合金的磁熵变与磁场的依赖性符合关系式-ΔSm∝Hn,分别利用直接拟合法与Kouvel-Fisher法求得n值,在居里温度时n值都与理论值0.75接近。
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