大磁致冷Gd基块体非晶合金形成机制

环境和能源是当前人类迫切需要解决的两大问题。磁致冷技术具有绿色环保、高效、易于小型化和稳定可靠的优点，在超导、 液化氢和替代氟利昂方面已经显示出了良好的应用前景。本项目以发展室温环境下使用的大磁致冷块体非晶合金为背景，利用第一原理计算与透射电镜、同步辐射和原子探针等实验研究相结合的方法，通过研究Gd基块体非晶合金的短/中程序等局域原子构型和能量特征，非晶态合金的构型熵、形成焓等热力学性质，以及过冷熔体的原子扩散、粘度和脆性（Fragility）等原子输运性质，澄清非晶合金玻璃形成能力的内在特征；通过研究非晶合金态密度和电荷密度等电子结构、自旋磁矩和磁化过程，研究非晶合金的居里温度、磁熵变和致冷能力的变化规律，揭示非晶合金具有大磁致冷性能的本质。项目的开展将有助于建立一个块体非晶合金的玻璃形成能力与磁性能有机统一的理论基础，为大磁致冷Gd基块体非晶合金的成分设计、制备和应用提供可靠的理论。