在全面综述国内外室温磁致冷材料,特别是具有巨磁热效应的Gd₅(Si_xGe_1-x)₄合金的基础上,比较了各种具有巨磁热效应的候选磁工质的等温磁熵变、绝热温度变化和相对制冷量等参数,然后围绕成分、结构、工艺、性能四个方面更加深入地研究了Gd₅(Si_xGe_1-x)₄（x≈0.5）合金,即:Gd₅(Si_xGe_1-x)₄系合金的显微组织特征;合金在铸态、热处理后以及快淬和热处理条件下的显微组织、相组成及其微观结构;采用不同纯度的稀土金属Gd配制的合金相组成及显微组织的差异;不同纯度的合金在铸态及热处理后的磁热性能。本研究取得了具有显著工程价值的创新研究成果,达到了预期目标,对推进具有巨磁热效应的Gd₅(Si_xGe_1-x)₄合金的实用化具有重要的工程意义。 本文围绕Gd₅(Si_xGe_1-x)₄合金成分、结构、工艺、性能的关系展开研究,获得了以下几个方面的重要结论: 一是成功地分析出不同纯度的原材料Gd制备的Gd₅(Si_xGe_1-x)₄（x≈0.5）合金在结构方面的差异。过去的研究只注意到杂质会破坏Gd₅(Si_xGe_1-x)₄的一级相变特征,使合金失去巨磁热效应,因而只停留在唯象描述的阶段;本研究深入到不同纯度的材料的内部结构,通过使用XRD、SEM、EDS等测试手段,研究表明,低纯Gd配制的合金在凝固过程中产生部分5:3型Gd₅（Si,Ge）₃相和1:1型Gd（Si,Ge）相。正是这些不期望的杂质相的出现,使合金失去巨磁热效应。 二是通过制备出三元的1:1型Gd（Si,Ge）新相证实了低纯Gd₅(Si_xGe_1-x)₄（x≈0.5）合金中含有Gd（Si,Ge）相。Gd₅(Si_xGe_1-x)₄合金通常具有正交的Gd₅Si₄^-型、Sm₅Ge₄^-型和单斜的Gd₅Si₂Ge₂^-型三种结构,这三种结构的粉末XRD谱图都具有非常复杂的衍射峰,如果合金中出现第二相,第二相的衍射峰通常都与主相的衍射峰重叠或差异很小,为合金的相分析带来很大困难。别的