稀土基高熵块体金属玻璃的制备及磁热性能研究
发布时间：2021-08-19 11:48
近年来高熵块体金属玻璃（HE BMGs）因兼具高熵合金和块体金属玻璃的优点而得到广泛的关注,高熵合金所具有的独特的组织结构,决定了其具有不同于传统金属合金的一些优异的力学、物理化学等性能,具有较好的应用前景;块体金属玻璃尤其是稀土（RE）基块体金属玻璃具有很多引人注目的性质,例如大的非晶形成能力、低温下的自旋玻璃行为、可观的磁热效应,结合可调的相转变温度、小的涡流损耗、良好的抗腐蚀特性和宽的磁熵变（ΔSM）等使它们在磁热效应的研究中被广泛重视。与传统的气体压缩制冷相比,磁制冷具有高效节能、无环境污染、运行可靠、体积小、噪音小等一系列优点。因此在这样的背景下研究稀土基高熵块体金属玻璃具有十分重要的意义,本文对稀土基金属玻璃的热稳定性、非晶形成能力、自旋玻璃行为和磁热性能等做了系统的研究。对稀土基高熵金属玻璃这些特性的研究,有助于拓展高熵合金和金属玻璃的应用领域,帮助人们对金属玻璃的形成、玻璃态本质有更深入的理解。首先,以Gd-Co-Al合金体系为基础,通过添加RE元素作为第四组元制备出四元等比例高熵Gd25RE25Co
【文章来源】：东南大学江苏省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：83 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
等原子比合金混Figure1.1Curveofmixingentropyandthe
dH = 0: = dT 在磁性相变点处随温度变化异常剧烈。由公式 (1.13)的磁熵变。制冷循环主要是利用卡诺循环；而高温区，主要是利用两个等磁场过程（B-C 和 D-A）和两个等温过程（A-B等磁场循环[44]。多数情况下，晶格熵只依赖于温度而不两个等磁场过程中，晶格熵抵消，因而埃里克森循环通较高的温区。为构成理想的循环，要求制冷工质在工。然而对大多磁性物质其 ΔSM在相变温度附近一定出性物质构成具有卡诺效率的理想的埃里克森循环很难的多种磁性物质做成复合材料[45-46]，通过调整各磁性物以达到埃里克森循环的要求。本文中的稀土基磁制冷材磁熵变，因而在埃里克森循环中作为制冷工质有独特优制冷效率，往往根据不同的需要选择不同的循环方式
这是体系自旋方向冻结的根本原因。具体来说，两个自旋磁矩间无论发生直接还是间接交换作用，均可分为交换常数 J 大于零和小于零两种情况。J > 0 时，两自旋磁矩方向相同时体系能量最低，自旋间发生铁磁性耦合；而 J < 0 时，两自旋磁矩方向相反时体系能量最低，自旋间发生反铁磁性耦合。显然对于只有两个自旋磁矩组成的体系而言，自旋取向不论是平行还是反平行体系都不会有受挫行为，即体系不存在铁磁序和反铁磁序间的竞争关系。但是如果体系包含三个或三个以上的自旋磁矩，那么情况就大不相同了。以体系中三个自旋磁矩排布成等边三角形（称为“自旋环”）为例，当 J >0 时，三个自旋磁矩都会取同一方向来满足能量最小化的要求，此时体系没有受挫行为。而当 J < 0 时，无论怎样的自旋取向都不可能使所有的磁矩反平行排布，此时自旋磁矩该平行的不能平行，该反平行的不能反平行，于是产生受挫行为（如图 1.4 所示）。如果将相邻自旋磁矩间的耦合称为“键”，称 J > 0 的键为正键，J < 0 的键为负键，那么就存在一条规律：负键数为奇数的自旋环中必然存在着受挫行为。在实际材料中，总是存在着数目众多且大小不等的自旋环，环中的每一个自旋都同时隶属于两个或多个环，从而形成一个复杂的自旋网络。在这些环中，只要存在着正键与负键的竞争，就会产生受挫行为。并且任何一个自旋磁矩取向的改变都会直接影响到这个自旋所属的所有环的受挫状态。
本文编号：3351354
【文章来源】：东南大学江苏省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：83 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
等原子比合金混Figure1.1Curveofmixingentropyandthe
dH = 0: = dT 在磁性相变点处随温度变化异常剧烈。由公式 (1.13)的磁熵变。制冷循环主要是利用卡诺循环；而高温区，主要是利用两个等磁场过程（B-C 和 D-A）和两个等温过程（A-B等磁场循环[44]。多数情况下，晶格熵只依赖于温度而不两个等磁场过程中，晶格熵抵消，因而埃里克森循环通较高的温区。为构成理想的循环，要求制冷工质在工。然而对大多磁性物质其 ΔSM在相变温度附近一定出性物质构成具有卡诺效率的理想的埃里克森循环很难的多种磁性物质做成复合材料[45-46]，通过调整各磁性物以达到埃里克森循环的要求。本文中的稀土基磁制冷材磁熵变，因而在埃里克森循环中作为制冷工质有独特优制冷效率，往往根据不同的需要选择不同的循环方式
这是体系自旋方向冻结的根本原因。具体来说，两个自旋磁矩间无论发生直接还是间接交换作用，均可分为交换常数 J 大于零和小于零两种情况。J > 0 时，两自旋磁矩方向相同时体系能量最低，自旋间发生铁磁性耦合；而 J < 0 时，两自旋磁矩方向相反时体系能量最低，自旋间发生反铁磁性耦合。显然对于只有两个自旋磁矩组成的体系而言，自旋取向不论是平行还是反平行体系都不会有受挫行为，即体系不存在铁磁序和反铁磁序间的竞争关系。但是如果体系包含三个或三个以上的自旋磁矩，那么情况就大不相同了。以体系中三个自旋磁矩排布成等边三角形（称为“自旋环”）为例，当 J >0 时，三个自旋磁矩都会取同一方向来满足能量最小化的要求，此时体系没有受挫行为。而当 J < 0 时，无论怎样的自旋取向都不可能使所有的磁矩反平行排布，此时自旋磁矩该平行的不能平行，该反平行的不能反平行，于是产生受挫行为（如图 1.4 所示）。如果将相邻自旋磁矩间的耦合称为“键”，称 J > 0 的键为正键，J < 0 的键为负键，那么就存在一条规律：负键数为奇数的自旋环中必然存在着受挫行为。在实际材料中，总是存在着数目众多且大小不等的自旋环，环中的每一个自旋都同时隶属于两个或多个环，从而形成一个复杂的自旋网络。在这些环中，只要存在着正键与负键的竞争，就会产生受挫行为。并且任何一个自旋磁矩取向的改变都会直接影响到这个自旋所属的所有环的受挫状态。
本文编号：3351354
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