非晶态Tb88Au20合金的磁临界行为与磁热效应研究及其在低温磁制冷中的应用潜力

本文系统研究了非晶态Tb88Au20合金的磁相变临界行为与磁热效应（MCE）。通过修正阿罗特图（MAP）、库维尔-费希尔分析（K-F）等多种方法确定了其临界指数（β=0.395, γ=1.064, δ=3.03），符合平均场理论模型，表明长程铁磁相互作用占主导。该材料在4.5T磁场下展现出-2.30 J·kg-1·K-1的最大磁熵变和322 J·kg-1的相对制冷能力，且无热滞与磁滞现象，是低温磁制剂的理想候选材料。

　　

Highlight

本研究揭示了非晶态Tb₈₈Au₂₀合金在约70K温度下发生二级铁磁-顺磁相变（SOPT）。通过多方法协同分析获得的临界指数（β=0.395, γ=1.064, δ=3.03, n≈0.78）高度一致，且符合平均场模型预测，表明该非晶体系中存在长程铁磁相互作用。磁热性能分析显示，在0-4.5T磁场变化下，材料最大磁熵变（ΔS_M）达-2.30 J·kg^-1·K^-1，相对制冷能力（RCP）为322 J·kg^-1。宽温域熵变曲线与零滞回特性共同印证了二级相变材料在磁制冷应用中的独特优势。

Conclusion

综上所述，非晶态Tb₈₈Au₂₀合金的临界行为符合平均场理论，其优异的磁热性能（最大熵变-2.30 J·kg^-1·K^-1，RCP达322 J·kg^-1）和零滞回特性，使其成为低温磁制冷领域的潜力材料。该研究为稀土基非晶合金的磁相变机制和磁热应用提供了重要理论依据。