Gd-Co-Ho-Al-Y稀土基高熵非晶合金的磁热性能研究文献综述

 2023-08-26 16:36:47
  1. 文献综述(或调研报告):

稀土基高熵非晶合金的磁热性能研究文献综述

引言

高熵非晶合金由五种或五种以上的元素按照相等或近似相等原子百分比制备而成,具有高强度、高硬度、良好的耐磨性等优异性能。高熵非晶合金既有非晶合金的结构特征又有高熵合金的成分特征。其具有复杂的微观结构、多种的成分组成以及成分可调的特征,在基础科学和工程领域中已经引起了越来越多的研究兴趣[1]

高熵合金是由Ma等人在2002年首先发现的,他们制备出了临界直径(d)为1.5mm的Ti20Zr20Hf20Cu20Ni20高熵块体非晶合金。近来Huo等人成功制备了磁热性能较好的Ho25Er25Co25Al25RE25(RE=Gd,Dy,Tm))高熵块体非晶合金,这引起研究者对高熵块体非晶合金在磁制冷领域的探索兴趣[2]

1高熵合金

1.1高熵合金的定义

高熵合金是一种新型多元合金[3],是在“多元高乱度”的设计思想上提出来的。高熵合金最初定义为由五个及以上的元素组元按照等原子比或接近于等原子比合金化且每种元素的成分介于 5 %到 35 %之间[4-8],其混合熵高于合金的熔化熵,一般形成高熵固溶体相的一类合金。随着该研究领域的不断深入,目前组元数目可调整至四个及以上。这种合金具有高熵效应和组元间的良好相容性,能抑制脆性金属间化合物的形成,一般形成体心立方结构或面心立方结构的固溶体[9-10]],在某些情况下,还能形成非晶相。

1.2高熵理论

在统计热力学中系统的混乱度一般用状态函数熵表示,熵越大,则体系的混乱度越高。根据波耳兹曼熵变与系统混乱度关系的假设[13],可将熵定义为一种特殊状态的概率即微观状态数,以此表示原子聚集方式的数目和体系混乱度。所以微观状态数越大,体系混乱度越高。

混合熵反映了合金中组元的组合方式。当n种元素等原子比形成固溶体时,其熵变计算如下:

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