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基于磁热效应的磁制冷技术相较传统的气体压缩制冷技术具有效率高,可靠性高以及无环境污染等优点,被人们认为是下一代高效节能绿色环保制冷技术的首选。制约磁制冷技术发展的关键之一在于磁制冷材料。特别是近室温(193~320K)附近理想的磁制冷材料及制备技术是目前研究的热点。理想的磁制冷材料需要同时具备有比较大的磁熵变,较宽的工作温区,较高的制冷效率,极小的磁滞损耗和涡流损耗。本文研究的对象稀土钆基金属玻璃相比很多晶态磁制冷材料来说能够满足上述绝大部分要求。 首先我们通过微掺杂法首次制备出了一系列居里温度在近室温区的带状钆基非晶合金磁热材料。研究发现少量掺杂可以较大幅度的提高钆基金属玻璃的磁熵变,如通过掺杂Zn元素制备的Gd50Co45Zn5非晶合金,其磁熵变峰值达到5.63Jkg-1 K-1,比掺杂前文献报导的Gd50Co50非晶合金磁熵变(4.6Jkg-1 K-1)提高了22.4%,该磁熵变峰值与近室温温区铁基非晶合金中具有的最大的磁熵变(2.9J kg-1K-1)相比是后者的1.94倍。此外,少量掺杂对钆基非晶合金的制冷效率方面也有一定的增强效应。通过微掺杂法制备的这些钆基非晶合金不仅把钆基非晶磁热材料拓展到了应用前景巨大的近室温温区,而且在衡量磁热效应性能的两个重要的参数-磁熵变和蓄冷容量方面,相比目前研究的比较多的铁基非晶磁热材料来说具有更大的优势。 更重要的是我们通过微掺杂法首次制备出了满足室温磁埃里克森循环要求的具有平台型和可调磁热效应的钆基非晶合金Gd50Co47Fe3,Gd50Co45Fe5和Gd50Co42Fe8。以Gd50Co45Fe5为例,在265-305 K温区其磁熵变峰值3.81J kg-1K-1在误差范围内几乎保持不变。相较于已报道的在室温附近具有平台型磁热效应的铁基复合材料,通过微掺杂法制备出的具有平台型磁热效应的单一钆基非晶合金在磁熵变峰值和蓄冷容量RCP这两个重要的方面都有较大幅度的提高,使其在室温磁埃里克森循环制冷领域具有更大的应用潜力。 最后我们研究了不同样品形态对钆基金属玻璃磁热性能的影响。具体研究了块体和纤维状这两种不同样品形态的钆基金属玻璃磁热效应。发现不同样品形态和不同成分的钆基金属玻璃磁熵变峰值与外磁场大都遵从相同的变化规律。此外,还发现改变样品形态的方法可以在不改变材料本身成分的前提下增强某些材料的磁热性能,例如本文中Gd55Al25Co20金属玻璃,在制备成纤维状样品以后,磁熵变峰值和蓄冷容量都得到了至少11%的提高。但是在Gd55Al23Co20Si2和Gd53Al24Co20Zr3纤维中,蓄冷容量相比块体却有了8%左右的降低,说明纤维状增强非晶材料磁热性能的现象具有局限性,因具体材料而异。