【摘 要】
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室温磁制冷技术,因其高效节能、绿色环保的优点,具有很高的研究价值。埃里克森制冷循环是一种适用于室温磁制冷的循环模式,恒定的磁熵变更有利于实现高效的埃里克森循环。因此,寻找具有平台型磁热效应的材料至关重要。Gd-Co-Fe系非晶合金在近室温具有优异的磁性能和磁热性能,本文以GdCoFe-（B,Si）系合金为研究对象,主要分析和讨论了合金的玻璃形成能力和磁热性能,并从微观结构角度去探讨其中的机理。本文
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室温磁制冷技术,因其高效节能、绿色环保的优点,具有很高的研究价值。埃里克森制冷循环是一种适用于室温磁制冷的循环模式,恒定的磁熵变更有利于实现高效的埃里克森循环。因此,寻找具有平台型磁热效应的材料至关重要。Gd-Co-Fe系非晶合金在近室温具有优异的磁性能和磁热性能,本文以GdCoFe-（B,Si）系合金为研究对象,主要分析和讨论了合金的玻璃形成能力和磁热性能,并从微观结构角度去探讨其中的机理。本文首先根据深共晶准则、Inoue经验准则、等原子替换法,设计成分以二元非晶合金 Gd50Co50为基础的 Gd50Co50-xFex（x=0,5,10,15,20,25）系列合金。采用单辊快淬法制备出合金条带。结合X射线衍射仪和差示扫描量热仪测试,确定在50 m/s转速下得到的合金样品均为非晶合金。通过计算晶化激活能（Ec）和退火处理分析了它们的热稳定性和晶化行为,其中,合金Gd50Co50-xFex（x=0,5,10）的Ec随着Fe含量的增加而增加,合金Gd50Co50-xFex（x=15,20,25）的Ec反而在降低,所以适量添加Fe可以提高合金的热稳定性。该体系中Gd50Co40Fe10合金的非晶形成能力最高。通过综合物性测试系统,采集样品的相关磁性能数据,根据磁温变曲线,获得非晶合金Gd50Co5Co50-xFex=0,5,7,10)的居里温度（Tc）,Tc随着Fe替换量的增加而增加;在5 T磁场变下,Gd50C043Fe7在230～305 K温度范围内磁熵变（|ASM|）为3.14±0.16 J/（kg·K）,Gd50Co40Fe10在210～315 K 温度范围内的|ΔSM|为2.76±0.14 J/（kg·K）,均获得了近室温平台型的磁热效应;另外,Gd50Co43Fe7和Gd50Co40Fe10最大磁熵变|△SMPk|对应的温度Tpk随着外加磁场的增加均向低温偏移,这是因为用Fe元素取代Co增强了亚晶格中的反铁磁或散铁磁性相互交换作用,从而导致合金的磁性从共线亚铁磁性转变为散亚铁磁性。通过向Gd50Co40Fei0合金中添加类金属元素B、Si,可以改善上述Tpk随磁场增加向低温偏移的现象,同时还可以将2 T磁场下的|ΔSMPk|从1.28 J/（kg.K）提高到2.04 J/（kg.K）,且|△SM|∝Hn关系式中的n（Tpk）更接近于非晶合金的理论值;但Tc降低,且|ΔSMpk|和TC-2/3基本呈线性关系。
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