近年來高熵塊體金屬玻璃（HE BMGs）因兼具高熵合金和塊體金屬玻璃的優(yōu)點而得到廣泛的關(guān)注,高熵合金所具有的獨(dú)特的組織結(jié)構(gòu),決定了其具有不同于傳統(tǒng)金屬合金的一些優(yōu)異的力學(xué)、物理化學(xué)等性能,具有較好的應(yīng)用前景;塊體金屬玻璃尤其是稀土（RE）基塊體金屬玻璃具有很多引人注目的性質(zhì),例如大的非晶形成能力、低溫下的自旋玻璃行為、可觀的磁熱效應(yīng),結(jié)合可調(diào)的相轉(zhuǎn)變溫度、小的渦流損耗、良好的抗腐蝕特性和寬的磁熵變（ΔS_M）等使它們在磁熱效應(yīng)的研究中被廣泛重視。與傳統(tǒng)的氣體壓縮制冷相比,磁制冷具有高效節(jié)能、無環(huán)境污染、運(yùn)行可靠、體積小、噪音小等一系列優(yōu)點。因此在這樣的背景下研究稀土基高熵塊體金屬玻璃具有十分重要的意義,本文對稀土基金屬玻璃的熱穩(wěn)定性、非晶形成能力、自旋玻璃行為和磁熱性能等做了系統(tǒng)的研究。對稀土基高熵金屬玻璃這些特性的研究,有助于拓展高熵合金和金屬玻璃的應(yīng)用領(lǐng)域,幫助人們對金屬玻璃的形成、玻璃態(tài)本質(zhì)有更深入的理解。首先,以Gd-Co-Al合金體系為基礎(chǔ),通過添加RE元素作為第四組元制備出四元等比例高熵Gd₂₅RE₂₅Co

【文章來源】：東南大學(xué)江蘇省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：83 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

等原子比合金混Figure1.1Curveofmixingentropyandthe

dH = 0: = dT 在磁性相變點處隨溫度變化異常劇烈。由公式 (1.13)的磁熵變。制冷循環(huán)主要是利用卡諾循環(huán)；而高溫區(qū)，主要是利用兩個等磁場過程（B-C 和 D-A）和兩個等溫過程（A-B等磁場循環(huán)[44]。多數(shù)情況下，晶格熵只依賴于溫度而不兩個等磁場過程中，晶格熵抵消，因而埃里克森循環(huán)通較高的溫區(qū)。為構(gòu)成理想的循環(huán)，要求制冷工質(zhì)在工。然而對大多磁性物質(zhì)其 ΔSM在相變溫度附近一定出性物質(zhì)構(gòu)成具有卡諾效率的理想的埃里克森循環(huán)很難的多種磁性物質(zhì)做成復(fù)合材料[45-46]，通過調(diào)整各磁性物以達(dá)到埃里克森循環(huán)的要求。本文中的稀土基磁制冷材磁熵變，因而在埃里克森循環(huán)中作為制冷工質(zhì)有獨(dú)特優(yōu)制冷效率，往往根據(jù)不同的需要選擇不同的循環(huán)方式

這是體系自旋方向凍結(jié)的根本原因。具體來說，兩個自旋磁矩間無論發(fā)生直接還是間接交換作用，均可分為交換常數(shù) J 大于零和小于零兩種情況。J > 0 時，兩自旋磁矩方向相同時體系能量最低，自旋間發(fā)生鐵磁性耦合；而 J < 0 時，兩自旋磁矩方向相反時體系能量最低，自旋間發(fā)生反鐵磁性耦合。顯然對于只有兩個自旋磁矩組成的體系而言，自旋取向不論是平行還是反平行體系都不會有受挫行為，即體系不存在鐵磁序和反鐵磁序間的競爭關(guān)系。但是如果體系包含三個或三個以上的自旋磁矩，那么情況就大不相同了。以體系中三個自旋磁矩排布成等邊三角形（稱為“自旋環(huán)”）為例，當(dāng) J >0 時，三個自旋磁矩都會取同一方向來滿足能量最小化的要求，此時體系沒有受挫行為。而當(dāng) J < 0 時，無論怎樣的自旋取向都不可能使所有的磁矩反平行排布，此時自旋磁矩該平行的不能平行，該反平行的不能反平行，于是產(chǎn)生受挫行為（如圖 1.4 所示）。如果將相鄰自旋磁矩間的耦合稱為“鍵”，稱 J > 0 的鍵為正鍵，J < 0 的鍵為負(fù)鍵，那么就存在一條規(guī)律：負(fù)鍵數(shù)為奇數(shù)的自旋環(huán)中必然存在著受挫行為。在實際材料中，總是存在著數(shù)目眾多且大小不等的自旋環(huán)，環(huán)中的每一個自旋都同時隸屬于兩個或多個環(huán)，從而形成一個復(fù)雜的自旋網(wǎng)絡(luò)。在這些環(huán)中，只要存在著正鍵與負(fù)鍵的競爭，就會產(chǎn)生受挫行為。并且任何一個自旋磁矩取向的改變都會直接影響到這個自旋所屬的所有環(huán)的受挫狀態(tài)。


本文編號：3351354