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磁制冷技术具有绿色、节能等优点，有望成为传统气体压缩式制冷的替代技术。磁致冷材料是磁制冷技术的关键技术之一。目前普遍研究的重稀土基块体金属玻璃具有良好的力学性能、抗蚀性、高电阻率以及相对制冷量大等内在优点，很有可能成为液氮温区附近的磁制冷候选工质。本文从提高重稀土基块体金属玻璃的玻璃形成能力出发，对重稀土基块体金属玻璃及其合金相的结构、磁性和磁热效应做了深入的研究，获得了以下几个方面的重要结论： 1.利用Ge元素微合金化方法，将Gd-Co-Al块体金属玻璃的非晶临界尺寸从3 mm提高到4 mm，其优化含量在0.2％(原子百分比)附近；利用稀土Y元素合金化方法，将Gd-Co-Al块体金属玻璃的非晶临界尺寸从3 mm提高到6 mm，其优化含量在3.5%(原子百分比)附近；磁性测量结果表明，Ge元素和稀土Y元素替代Gd-Co-Al块体金属玻璃中的Al原子，能使合金保持原来较高的磁热效应； 2.采用储氢工艺处理R-Co-Al(R=Gd, Dy)金属玻璃所得到的一系列氢化产物仍然具有非晶结构，并且氢原子的引入增大合金平均原子间距；此外，吸氢后的Gd基金属玻璃中出现了矫顽力(HC)和剩磁(MR)，而吸氢后的Dy基金属玻璃的矫顽力和剩磁消失；随着吸氢量的增加，吸氢后的R-Co-Al(R=Gd, Dy)金属玻璃的磁转变温度(TTR)降低；而随吸氢量的增加，Gd基金属玻璃的最大磁熵变(–ΔSMmax)先下降，当吸氢量达到饱和状态后最大磁熵变大于未吸氢样品；Dy基金属玻璃吸氢饱和样品的最大磁熵变也大于未吸氢样品的最大磁熵变； 3.Gd2Co2Al合金在铸态条件下即为单相结构；而在1130 K热处理7天后的R2Co2Al(R=Tb,Dy)合金中则包含R2Co2Al和RCoAl型两种合金相；在较低的外加磁场下，Gd2Co2Al单相合金分别在40 K、80 K和215 K附近存在多个磁相变；Tb2Co2Al合金在74 K和102 K附近存在磁相变，分别对应Tb2Co2Al相和TbCoAl相的居里温度(TC)；Dy2Co2Al合金只存在58 K处的磁转变；在0~50 kOe磁场变化下，铸态Gd2Co2Al合金、经热处理的Tb2Co2Al合金和Dy2Co2Al合金的最大磁熵变(–ΔSMmax)分别为10.7、6.4和10.6 J·kg-1·K-1。