【摘 要】
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基于磁热效应（MCE）的磁制冷技术因具有高效节能、绿色环保的特点而被认为是极具应用前景的新型制冷技术。探索具有优异磁热效应的磁制冷材料对磁制冷技术的发展应用具有重要意义,而相图是探索、制备新型磁制冷材料的基础。本论文利用XRD、SEM-EDS和EMPA等材料现代分析技术研究了稀土-过渡族RE-Co-Cu（RE=Ho,Er）三元体系973 K的相平衡关系。此外,根据相图信息,还研究了Er Co2-x
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基于磁热效应（MCE）的磁制冷技术因具有高效节能、绿色环保的特点而被认为是极具应用前景的新型制冷技术。探索具有优异磁热效应的磁制冷材料对磁制冷技术的发展应用具有重要意义,而相图是探索、制备新型磁制冷材料的基础。本论文利用XRD、SEM-EDS和EMPA等材料现代分析技术研究了稀土-过渡族RE-Co-Cu（RE=Ho,Er）三元体系973 K的相平衡关系。此外,根据相图信息,还研究了Er Co2-xCux（x=0.12,0.24,0.36,0.48）和Ho4Co3-xCux（x=0,0.28）化合物的晶体结构,磁相变以及磁热效应。具体结果如下:（1）研究并构建了RE-Co-Cu（RE=Ho,Er）三元体系973 K等温截面图,结果表明Ho-Co-Cu和Er-Co-Cu三元系均由15个三相区组成,通过实验证实了其中13个。同时确定了Cu/Co分别在RE-Co和RE-Cu二元化合物中的固溶度,其中,Cu在Ho Co2,Ho4Co3,Er Co2和Er4Co3的固溶度分别被确定为16.5 at%,4.7 at%,17.5 at%和5.5at%。证实了RE2Cu9和RE2Cu7（RE=Ho,Er）四个化合物在三元体系中稳定存在。（2）通过XRD和PPMS对Er Co2-xCux（x=0.12,0.24,0.36,0.48）系列化合物的晶体结构、磁相变和磁热性能进行研究。结果表明所有的化合物都属于C15立方Laves结构（Mg Cu2-type）,空间群为Fd-3m。随着Cu取代Co,化合物的居里温度Tc由x=0.12的31.5 K上升至x=0.48的68 K。通过Arrott图和Landau理论分析确定了随着Cu含量的增加,Er Co2-xCux化合物的磁性相变类型从一级变为二级。在0-5 T的外加磁场变化下,Er Co2-xCux（x=0.12,0.24,0.36,0.48）的-ΔSM分别为30 J kg-1 K-1,18.7 J kg-1 K-1,15.1 J kg-1 K-1和10.9 J kg-1 K-1。相应的制冷量RC值分别为270.8 J kg-1、194.1 J kg-1、261.8 J kg-1和264.8 J kg-1。虽然磁熵变有所下降,但其从一级相变转为二级相变及其稳定的RC值表明Cu替代Co有益于Er Co2-xCux化合物的实际应用。（3）通过电弧熔炼制备了Ho4Co3-xCux（x=0,0.28）合金样品。在973 K温度下退火30天的Ho4Co3合金样品由Ho12Co7,Ho4Co3和Ho Co2三相构成。而用少量Cu替代Co后,在相同条件下获得了单相Ho4Co2.72Cu0.28化合物,为Ho4Co3型六方结构（空间群P63/m）。通过Rietveld精修获得了Ho4Co2.72Cu0.28化合物的晶胞参数和单位体积等晶体学信息。随温度的升高,由于多相共存,合金Ho4Co3共经历三次磁性转变。连续的磁相变使得Ho4Co3具有较大的工作温度区间。而单相Ho4Co2.72Cu0.28经历FM-PM二级相变。在0-5 T的磁场变化下,通过Maxwell关系计算出Ho4Co3-xCux（x=0,0.28）的最大磁熵变值为11.7 J kg-1 K-1和18.6 J kg-1 K-1。宽的工作温区以及可观的磁热效应表明Ho4Co3-xCux（x=0,0.28）合金可以作为低温磁制冷材料的候选者。
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