论文摘要
大块非晶由于其独特的性能，被认为是具有广泛应用前景的新型材料。而具有磁热效应的Gd基大块非晶又使得它在应用方面凸显优势，为大块非晶开拓了一个新的可能的应用领域。本文通过在Gd-Co-Al系大块非晶合金中掺入Ge、Cu、Ni元素来替代Al元素，研究了替代元素对Gd-Co-Al显微结构、热稳定性和磁学性能的影响，得到了一些结果，主要研究内容包括：1．通过电弧熔炼铜模吸铸的方法制备大块非晶合金Gd60Co26Al14、Gd55Co15Al30、Gd60Co26(Al12Ge2)、Gd60Co26(Al10Ge4)、Gd60Co26（Al8Ge6）、Gd60Co26（Al6Ge8）、Gd60Co26(Al12Cu2)、Gd60Co26(Al10Cu4)、Gd60Co26（Al8Cu6）、Gd60Co26（Al6Cu8）、Gd60Ni15Al25和Gd55Ni25Al20。2．利用XRD和DSC测试，分析了Gd-Co-Al系大块非晶的微观结构，同时还研究了掺杂元素Ge、Cu和Ni对Gd-Co-Al稳定性的影响。研究结构表明：随着Ge含量的增加，合金的玻璃化转变温度Tg、结晶化温度Tx和第一放热峰的位置都有逐渐向低温移动的趋势。随着Ge含量的增加，Gd60Co26(Al14-xGex)大块非晶的过冷液相区宽度也是增加的，表明非晶在加热过程中的热稳定性提高了。掺入少量Ge可以增大Gd60Co26Al14的非晶形成能力。微量Cu替代Al后，合金的DSC曲线上的放热峰的强度明显减弱，说明Cu的加入降低了合金的非晶含量，但是微量Cu的加入没有改变合金Gd60Co26Al14由两种非晶相组成的结构。随着Cu含量的增加DSC曲线上的放热峰的峰值增大。随着Cu含量的增加，玻璃化转变温度和结晶化温度都呈现降低趋势，但是合金的过冷液相区宽度基本上没有变化，说明Cu的加入并没有提高合金Gd60Co26(Al14-xCux)的热稳定性。Ni的替代降低了合金的玻璃化转变温度Tg和结晶化温度Tx，曲线上放热峰的峰值也减小了，同时过冷液相区△Tx也变窄了，表明Ni的替代降低了合金的热稳定性。3．利用SQUID对比研究了合金Gd60Co26Al14和Gd55Co15Al30的磁性能。非晶合金Gd60Co26Al14的M-T曲线出现两个极值点表示该合金有两个居里温度，而两个居里温度表明该合金发生2次磁相变，即由两种非晶相组成。非晶合金Gd60Co26Al14的在5T磁场下的磁熵变和金属Gd的较接近，但是它的居里温度在液氮温区，可以作为一种低温磁致冷材料。