本發(fā)明涉及一種稀土基高熵塊體金屬玻璃材料及其制備方法，屬于稀土基高熵塊體金屬玻璃制冷材料技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

在當(dāng)今社會(huì)中，制冷技術(shù)與我們的生活息息相關(guān)，小到家用的空調(diào)、冰箱、冰柜等，大到工業(yè)生產(chǎn)、石油化工、高能物理、交通運(yùn)輸、航天航空等領(lǐng)域。目前使用最普遍的制冷技術(shù)是傳統(tǒng)氣體壓縮制冷技術(shù)，使用氟利昂作為氣體制冷技術(shù)的制冷劑，造成臭氧層破壞、環(huán)境污染和溫室效應(yīng)等問(wèn)題，同時(shí)傳統(tǒng)氣體制冷技術(shù)制冷效率低\能耗較大，不適合當(dāng)今世界的發(fā)展要求。

磁制冷技術(shù)是一種以磁性材料為工質(zhì)的全新的、綠色環(huán)保的制冷技術(shù)，其基本原理是借助磁致冷材料的磁熱效應(yīng)來(lái)達(dá)到制冷目的，磁熱效應(yīng)是磁性材料的固有性質(zhì)，磁制冷技術(shù)的原理可以從磁學(xué)和熱力學(xué)兩方面來(lái)解釋，作為磁制冷技術(shù)的關(guān)鍵部分，性能優(yōu)良的磁制冷材料是整個(gè)系統(tǒng)的核心部分，磁制冷材料的重要性能是具有高的絕熱溫變，或高的磁熵變。然而實(shí)際應(yīng)用中，磁制冷材料的制冷能力是衡量其性能的另一個(gè)重要指標(biāo)，通常由磁熵變峰值與其半高寬溫區(qū)的乘積來(lái)衡量。對(duì)于典型的晶體磁制冷材料，mnfep0.45as0.55、gd5(ge1-xsix)、ni-mn-ga、la(fe1-xsix)13及其氫化物等體系，由于是一級(jí)相變，在居里溫度附近具有高的磁熵變，但正由于是一級(jí)相變，材料的相轉(zhuǎn)變溫區(qū)較窄，制冷效率較低。而對(duì)于二級(jí)相變，其磁熵變值沒有一級(jí)相變高，但相變溫區(qū)較寬，制冷效率較高。相對(duì)晶體材料，非晶磁制冷材料通常具有二級(jí)磁轉(zhuǎn)變的特性，并且非晶的無(wú)序結(jié)構(gòu)使得磁轉(zhuǎn)變具有較寬的溫區(qū)，這在磁制冷能力上是一大優(yōu)勢(shì)，因而被認(rèn)為是具有應(yīng)用前景的磁制冷材料。

近年來(lái)，科研工作者探索并制備了一系列稀土基合金體系，如dycoal、gdcofe、gdcoalzr等，然而大部分合金的形成能力有限，甚至只能制備成條帶形狀，磁熵變較低，且磁致冷能力有限，因此不利于大規(guī)模生產(chǎn)使用。2002年，馬立群等人首先報(bào)道了臨界直徑為1.5mm的ti20zr20hf20cu20ni20塊體金屬玻璃，從此一系列的高熵塊體金屬玻璃不斷被研究探索出來(lái)，然而目前人們對(duì)高熵塊體非晶玻璃的研究主要側(cè)重于其力學(xué)性能方面，對(duì)其物理性能如磁性能的研究基本上沒有，具有優(yōu)異磁熱性能的稀土基高熵塊體金屬玻璃材料的研究還鮮有報(bào)道。

中國(guó)專利申請(qǐng)cn105734311a公開了一種磁致冷hoxtbymz系高熵合金及其制備方法，其中m為gd，ce，pr，nd，pm，sm，eu，dy，er，tm，yb，lu和y中的一種或多種。通過(guò)調(diào)整元素組成，合金體系磁熵變得到改善，同時(shí)合金保持單相組織的特性，具有甚至超過(guò)金屬gd的磁熵變和大的磁致冷能力，最高制冷溫區(qū)可達(dá)190k。但該合金成本高，后續(xù)熱處理工藝復(fù)雜。

中國(guó)專利申請(qǐng)cn105296893a公開了一種高熵非晶合金、其制備方法及應(yīng)用。合金的化學(xué)成分為a20b20c20t20al20，其中a、b、c彼此不相同，分別選自gd、tb、dy、ho、er和tm中的一種稀土元素，t選自co、ni、fe中的一種元素。該高熵合金在寬的溫度范圍內(nèi)具有大的磁熱效應(yīng)，同時(shí)具有良好的穩(wěn)定性。但是該合金低的非晶形成能力較低，僅能制備直徑1mm的非晶棒材甚至薄帶。

由于以上原因，制備出兼具大非晶形成能力和高磁熱效應(yīng)的稀土基高熵塊體金屬將顯得尤為重要，利用高熵塊體金屬玻璃的特點(diǎn)在一定溫度范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)大的磁熵變和優(yōu)異的磁熱性能，有利于進(jìn)一步拓寬磁致冷材料的研究領(lǐng)域，促進(jìn)磁性材料的發(fā)展。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

技術(shù)問(wèn)題：本發(fā)明的目的是提供一種稀土基高熵塊體金屬玻璃材料及其制備方法，該塊體金屬玻璃兼具大非晶形成能力和高磁熱效應(yīng)，且具有高的磁熵變；

本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種稀土基高熵塊體金屬玻璃材料的制備方法，該制備方法簡(jiǎn)單、效率高，原料利用率高、成本低，并且可以制備出大尺寸的非晶棒材。

技術(shù)方案：本發(fā)明提供了一種稀土基高熵塊體金屬玻璃材料，該塊體金屬玻璃的分子式為eradybcocaldmesif，其中m為gd、tb或tm中的一種，a、b、c、d、e、f分別表示對(duì)應(yīng)元素的原子百分含量，并且滿足以下條件：19.2≤a≤19.8，19.2≤b≤19.8，19.2≤c≤19.8，19.2≤d≤19.8，19.2≤e≤19.8，1≤f≤4，a＝b＝c＝d＝e，a+b+c+d+e+f＝100。

其中：

所述塊體金屬玻璃的分子式為eradybcocaldmesiffeg，其中m為gd、tb或tm中的一種，a、b、c、d、e、f、g分別表示對(duì)應(yīng)元素的原子百分含量，并且滿足以下條件：19.2≤a＜19.8、19.2≤b＜19.8、19.2≤c＜19.8、19.2≤d＜19.8、19.2≤e＜19.8、1≤f＜4、0＜g≤3，a＝b＝c＝d＝e，a+b+c+d+e+f+g＝100。

所述稀土基高熵塊體金屬玻璃材料的結(jié)構(gòu)為完全非晶相，直徑為0.5～6mm。

所述稀土基高熵塊體金屬玻璃材料的居里溫度為43～51k，最大磁熵變值達(dá)到7.3～8.53jkg^-1k^-1，磁制冷能力達(dá)482～572jkg^-1。

本發(fā)明還提供了一種稀土基高熵塊體金屬玻璃材料的制備方法，該制備方法包括以下步驟：

步驟1：按原子百分含量稱取原料；

步驟2：將步驟1稱取的原料裝入熔煉爐中熔煉，冷卻后得到成分均勻的母合金鑄錠；

步驟3：將步驟2得到的母合金鑄錠熔融成合金熔液，噴入銅模中，得到稀土基高熵塊體金屬玻璃材料。

其中：

所述的原料純度不低于99wt％。

步驟2所述的熔煉的具體方法是：將步驟1稱取的原料放在電弧熔煉爐的水冷銅坩堝內(nèi)，關(guān)閉腔體，首先抽腔體真空，使得腔體真空度等于或低于5×10^-3pa，然后充入惰性氣體保護(hù)進(jìn)行熔煉，原料熔化后持續(xù)熔煉5～10分鐘后停止加熱，讓合金隨坩堝冷卻至凝固迅速將其翻轉(zhuǎn)，反復(fù)熔煉3～6次，得到成分均勻的母合金鑄錠。

步驟3所述的將母合金鑄錠熔融成合金熔液，噴入銅模中的具體步驟如下：

1)將步驟2得到的母合金鑄錠去除表面雜質(zhì)并清潔后破碎為小塊合金錠，將小塊合金錠裝入開有口徑大小為1～2mm的石英管中，之后將該石英管放入銅模鑄造設(shè)備的感應(yīng)線圈中，關(guān)閉真空甩帶機(jī)腔體，抽真空，使得腔體真空度等于或低于9×10^-3pa，之后充入惰性氣體，調(diào)節(jié)腔體內(nèi)外氣壓差為0.02～0.03mpa；

2)在惰性氣體保護(hù)氛圍中，開啟電源并逐步增加電流強(qiáng)度直至小塊合金錠熔化成合金熔液，利用腔體內(nèi)外氣壓差將合金熔液噴入銅模中，得到稀土基高熵塊體金屬玻璃材料。

所述的惰性氣體為ar氣。

所述銅模的直徑為0.5～6mm。

本發(fā)明提供的稀土基高熵塊體金屬玻璃材料是由er、dy、gd、tb、tm、co、al、si以及fe元素構(gòu)成的稀土基高熵塊體金屬玻璃材料，其中，er、dy、gd、tb和tm元素能夠保證合金具有較大的磁熵變值；co元素能提高合金的電阻率，降低合金損耗；al元素能降低合金中的氧含量，利于合金非晶形成；si元素能夠有效提高合金的非晶形成能力，改善軟磁性能；fe元素能夠增大合金的居里溫度。

采用x射線衍射法(xrd)確定本發(fā)明的稀土基高熵塊體金屬玻璃材料的非晶結(jié)構(gòu)，xrd圖譜顯示只有一個(gè)寬的彌散衍射峰，表明本發(fā)明的塊體金屬玻璃是完全的非晶結(jié)構(gòu)。

利用差示掃描量熱法(dsc)測(cè)量本發(fā)明稀土基高熵塊體金屬玻璃材料的熱學(xué)性能，以40開爾文/分鐘的升溫速率加熱本發(fā)明非晶合金材料使其晶化，記錄玻璃轉(zhuǎn)變溫度(tg)、初始晶化溫度(tx)，得到過(guò)冷液相區(qū)寬度δtx(δtx＝tx-tg)，評(píng)價(jià)本發(fā)明的稀土基高熵塊體金屬玻璃材料的熱穩(wěn)定性。

利用磁性測(cè)量系統(tǒng)(mpms)測(cè)定合金的居里溫度和等溫磁化曲線，并利用麥克斯韋關(guān)系式積分得到非晶合金的磁熵變曲線，進(jìn)一步計(jì)算得到稀土基高熵塊體金屬玻璃材料的磁制冷能力。

有益效果：與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1、具有高的熱穩(wěn)定性和非晶形成能力，臨界尺寸達(dá)0.5～6mm；

2、通過(guò)替換不同的稀土元素，改善了合金的磁性能，提高了居里溫度，特別是提高了磁致冷能力；通過(guò)調(diào)節(jié)si元素的含量，大大提升了合金的非晶形成能力；fe元素能夠增大合金的居里溫度。

3、該系列稀土基高熵塊體金屬玻璃材料不僅具有較高的磁熵變，其最大磁熵變能夠達(dá)到8.53jkg^-1k^-1，而且和磁熵變相對(duì)應(yīng)的半高寬也很寬，這就決定了該合金體系具有較大的磁致冷能力，能夠達(dá)到572jkg^-1；

4、由于非晶態(tài)材料的長(zhǎng)程無(wú)序結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，稀土基高熵塊體金屬玻璃材料磁制冷材料的磁滯和熱滯基本為零，同時(shí)非晶材料具有較高的電阻率，有效阻止渦流產(chǎn)生，使該稀土基高熵塊體金屬玻璃磁制冷材料的能量利用效率非常高。

5、該制備方法簡(jiǎn)單、效率高，原料利用率高、成本低，并且可以制備出大尺寸的非晶棒材。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明實(shí)施例1中稀土基高熵塊體金屬玻璃材料的零場(chǎng)冷卻磁化曲線和帶場(chǎng)冷卻磁化曲線；

圖2是本發(fā)明實(shí)施例1中稀土基高熵塊體金屬玻璃材料的等溫磁化曲線；

圖3是本發(fā)明實(shí)施例1中稀土基高熵塊體金屬玻璃材料的arrot曲線；

圖4是本發(fā)明實(shí)施例1中稀土基高熵塊體金屬玻璃材料的磁熵變隨溫度變化的曲線。

圖5是本發(fā)明實(shí)施例6中稀土基高熵塊體金屬玻璃材料的磁熵變隨溫度變化的曲線。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖與實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述，需要指出的是，以下所述實(shí)施例旨在便于對(duì)本發(fā)明的理解，而對(duì)其不起任何限定作用。

實(shí)施例1：

本實(shí)施例中，稀土基高熵塊體金屬玻璃材料的分子式為(er0.2dy0.2co0.2al0.2gd0.2)99si1，直徑為6mm，其具體制備方法如下：

步驟1：將純度大于99％的er、dy、co、al、gd、si原料按照分子式(er0.2dy0.2co0.2al0.2gd0.2)99si1所示的成分原子百分比進(jìn)行配料；

步驟2：將步驟1稱取的原料放在電弧熔煉爐的水冷銅坩堝內(nèi)，關(guān)閉腔體，首先抽腔體真空至5×10^-3pa以下，然后充入惰性氣體保護(hù)進(jìn)行熔煉，原料熔化后持續(xù)熔煉5分鐘后停止加熱，讓合金隨坩堝冷卻至凝固迅速將其翻轉(zhuǎn)，反復(fù)熔煉6次，得到成分均勻的母合金鑄錠。

步驟3：將步驟2得到的母合金鑄錠去除表面雜質(zhì)并清潔后破碎為小塊合金，將小塊合金錠裝入開有口徑大小為1～2mm的石英管中，至后放入銅模鑄造設(shè)備的感應(yīng)線圈中，關(guān)閉腔體，抽腔體真空度低于9×10^-3pa，充入惰性氣體ar氣，調(diào)節(jié)腔體內(nèi)外氣壓差為0.025mpa；

步驟4：在惰性氣體保護(hù)氛圍中，開啟電源并逐步增加電流強(qiáng)度直至合金塊體熔化，利用壓力差將熔融的合金熔液噴入直徑6mm銅模中，得到稀土基高熵塊體金屬玻璃材料。

采用d8advance型多晶x射線衍射儀測(cè)試步驟4制得的金屬玻璃的xrd圖譜，該合金直徑達(dá)6mm的塊體為非晶結(jié)構(gòu)。

采用netzschdsc404f3差示掃描量熱儀測(cè)量步驟4制得的金屬玻璃的dsc曲線，升溫速率40開爾文/分鐘，測(cè)得非晶合金的玻璃轉(zhuǎn)化溫度tg為624k，初始晶化溫度tx為694k，過(guò)冷液相區(qū)寬度δtx為70k。

采用磁性測(cè)量系統(tǒng)(mpms)測(cè)試該合金的居里溫度tc和等溫磁化曲線，得到如圖1中所示的零場(chǎng)和帶場(chǎng)磁化曲線和圖2所示的等溫磁化曲線，計(jì)算得到arrot曲線如圖3所示，arrot曲線斜率均為正，表明合金顯示二級(jí)相變特征，利用麥克斯韋關(guān)系式積分得到圖4所示的非晶合金磁熵變曲線，得到(er0.2dy0.2co0.2al0.2gd0.2)99si1合金的tc為43k，最大磁熵變?yōu)?.75jkg^-1k^-1，半高寬度68k，磁制冷能力(rc)為527jkg^-1。

實(shí)施例2：

本實(shí)施例中，稀土基高熵塊體金屬玻璃材料的分子式為(er0.2dy0.2co0.2al0.2gd0.2)98si2，直徑為5mm，其具體制備方法如下：

步驟1：將純度大于99％的er、dy、co、al、gd、si原料按照分子式(er0.2dy0.2co0.2al0.2gd0.2)98si2所示的成分原子百分比進(jìn)行配料；

步驟2：將步驟1稱取的原料放在電弧熔煉爐的水冷銅坩堝內(nèi)，關(guān)閉腔體，首先抽腔體真空至5×10^-3pa以下，然后充入惰性氣體保護(hù)進(jìn)行熔煉，原料熔化后持續(xù)熔煉10分鐘后停止加熱，讓合金隨坩堝冷卻至凝固迅速將其翻轉(zhuǎn)，反復(fù)熔煉3次，得到成分均勻的母合金鑄錠。

步驟3：將步驟2得到的母合金鑄錠去除表面雜質(zhì)并清潔后破碎為小塊合金，將小塊合金錠裝入開有口徑大小為1～2mm的石英管中，之后放入銅模鑄造設(shè)備的感應(yīng)線圈中，關(guān)閉腔體，抽腔體真空度低于9×10^-3pa，充入惰性氣體ar氣，調(diào)節(jié)腔體內(nèi)外氣壓差為0.03mpa；

步驟4：在惰性氣體保護(hù)氛圍中，開啟電源并逐步增加電流強(qiáng)度直至合金塊體熔化，利用壓力差將熔融的合金熔液噴入直徑5mm銅模中，得到稀土基高熵塊體金屬玻璃材料。

采用d8advance型多晶x射線衍射儀測(cè)試步驟4制得的金屬玻璃的xrd圖譜，該合金直徑達(dá)5mm的塊體為非晶結(jié)構(gòu)。

采用netzschdsc404f3差示掃描量熱儀測(cè)量步驟4制得的金屬玻璃的dsc曲線，升溫速率40開爾文/分鐘，測(cè)得非晶合金的玻璃轉(zhuǎn)化溫度tg為627k，初始晶化溫度tx為693k，過(guò)冷液相區(qū)寬度δtx為66k。

實(shí)施例3：

本實(shí)施例中，稀土基高熵塊體金屬玻璃材料的分子式為(er0.2dy0.2co0.2al0.2gd0.2)97si3，直徑為3mm，其具體制備方法如下：

步驟1：將純度大于99％的er、dy、co、al、gd、si原料按照分子式(er0.2dy0.2co0.2al0.2gd0.2)97si3所示的成分原子百分比進(jìn)行配料；

步驟2：將步驟1稱取的原料放在電弧熔煉爐的水冷銅坩堝內(nèi)，關(guān)閉腔體，首先抽腔體真空至5×10^-3pa以下，然后充入惰性氣體保護(hù)進(jìn)行熔煉，原料熔化后持續(xù)熔煉6分鐘后停止加熱，讓合金隨坩堝冷卻至凝固迅速將其翻轉(zhuǎn)，反復(fù)熔煉5次，得到成分均勻的母合金鑄錠；

步驟3：將步驟2得到的母合金鑄錠去除表面雜質(zhì)并清潔后破碎為小塊合金，將小塊合金錠裝入開有口徑大小為1～2mm的石英管中，之后放入銅模鑄造設(shè)備的感應(yīng)線圈中，關(guān)閉腔體，抽腔體真空度低于9×10^-3pa，充入惰性氣體ar氣，調(diào)節(jié)腔體內(nèi)外氣壓差為0.02mpa；

步驟4：在惰性氣體保護(hù)氛圍中，開啟電源并逐步增加電流強(qiáng)度直至合金塊體熔化，利用壓力差將熔融的合金熔液噴入直徑3mm銅模中，得到稀土基高熵塊體金屬玻璃材料。

采用d8advance型多晶x射線衍射儀測(cè)試步驟4制得的金屬玻璃的xrd圖譜，該合金直徑達(dá)3mm的塊體為非晶結(jié)構(gòu)。

采用netzschdsc404f3差示掃描量熱儀測(cè)量步驟4制得的金屬玻璃的dsc曲線，升溫速率40開爾文/分鐘，測(cè)得非晶合金的玻璃轉(zhuǎn)化溫度tg為632k，初始晶化溫度tx為691k，過(guò)冷液相區(qū)寬度δtx為59k。

實(shí)施例4：

本實(shí)施例中，稀土基高熵塊體金屬玻璃材料的分子式為(er0.2dy0.2co0.2al0.2gd0.2)96si4，直徑為1mm，其具體制備方法如下：

步驟1：將純度大于99％的er、dy、co、al、gd、si原料按照分子式(er0.2dy0.2co0.2al0.2gd0.2)96si4所示的成分原子百分比進(jìn)行配料；

步驟2：將步驟1稱取的原料放在電弧熔煉爐的水冷銅坩堝內(nèi)，關(guān)閉腔體，首先抽腔體真空至5×10^-3pa以下，然后充入惰性氣體保護(hù)進(jìn)行熔煉，原料熔化后持續(xù)熔煉6分鐘后停止加熱，讓合金隨坩堝冷卻至凝固迅速將其翻轉(zhuǎn)，反復(fù)熔煉4次，得到成分均勻的母合金鑄錠；

步驟3：將步驟2得到的母合金鑄錠去除表面雜質(zhì)并清潔后破碎為小塊合金，將小塊合金錠裝入開有口徑大小為1～2mm的石英管中，之后放入銅模鑄造設(shè)備的感應(yīng)線圈中，關(guān)閉腔體，抽腔體真空度低于9×10^-3pa，充入惰性氣體ar氣，調(diào)節(jié)腔體內(nèi)外氣壓差為0.03mpa；

步驟4：在惰性氣體保護(hù)氛圍中，開啟電源并逐步增加電流強(qiáng)度直至合金塊體熔化，利用壓力差將熔融的合金熔液噴入直徑1mm銅模中，得到稀土基高熵塊體金屬玻璃材料。

采用d8advance型多晶x射線衍射儀測(cè)試步驟4制得的金屬玻璃的xrd圖譜，該合金直徑達(dá)1mm的塊體為非晶結(jié)構(gòu)。

采用netzschdsc404f3差示掃描量熱儀測(cè)量步驟4制得的金屬玻璃的dsc曲線，升溫速率40開爾文/分鐘，測(cè)得非晶合金的玻璃轉(zhuǎn)化溫度tg為643k，初始晶化溫度tx為691k，過(guò)冷液相區(qū)寬度δtx為48k。

實(shí)施例5：

本實(shí)施例中，稀土基高熵塊體金屬玻璃材料的分子式為(er0.2dy0.2co0.2al0.2gd0.2)98si1fe1，直徑為3mm，其具體制備方法如下：

步驟1：將純度大于99％的er、dy、co、al、gd、si、fe原料按照分子式(er0.2dy0.2co0.2al0.2gd0.2)98si1fe1所示的成分原子百分比進(jìn)行配料；

步驟2：將步驟1稱取的原料放在電弧熔煉爐的水冷銅坩堝內(nèi)，關(guān)閉腔體，首先抽腔體真空至5×10^-3pa以下，然后充入惰性氣體保護(hù)進(jìn)行熔煉，原料熔化后持續(xù)熔煉8分鐘后停止加熱，讓合金隨坩堝冷卻至凝固迅速將其翻轉(zhuǎn)，反復(fù)熔煉4次，得到成分均勻的母合金鑄錠；

步驟3：將步驟2得到的母合金鑄錠去除表面雜質(zhì)并清潔后破碎為小塊合金，將小塊合金錠裝入開有口徑大小為1～2mm的石英管中，之后放入銅模鑄造設(shè)備的感應(yīng)線圈中，關(guān)閉腔體，抽腔體真空度低于9×10^-3pa，充入惰性氣體ar氣，調(diào)節(jié)腔體內(nèi)外氣壓差為0.03mpa；

步驟4：在惰性氣體保護(hù)氛圍中，開啟電源并逐步增加電流強(qiáng)度直至合金塊體熔化，利用壓力差將熔融的合金熔液噴入直徑3mm銅模中，得到稀土基高熵塊體金屬玻璃材料。

采用d8advance型多晶x射線衍射儀測(cè)試步驟4制得的金屬玻璃的xrd圖譜，該合金直徑達(dá)3mm的塊體為非晶結(jié)構(gòu)。

采用netzschdsc404f3差示掃描量熱儀測(cè)量步驟4制得的金屬玻璃的dsc曲線，升溫速率40開爾文/分鐘，測(cè)得非晶合金的玻璃轉(zhuǎn)化溫度tg為617k，初始晶化溫度tx為681k，過(guò)冷液相區(qū)寬度δtx為64k。

實(shí)施例6：

本實(shí)施例中，稀土基高熵塊體金屬玻璃材料的分子式為(er0.2dy0.2co0.2al0.2gd0.2)97si1fe2，直徑為1.5mm，其具體制備方法如下：

步驟1：將純度大于99％的er、dy、co、al、gd、si、fe原料按照分子式(er0.2dy0.2co0.2al0.2gd0.2)97si1fe2所示的成分原子百分比進(jìn)行配料；

步驟2：將步驟1稱取的原料放在電弧熔煉爐的水冷銅坩堝內(nèi)，關(guān)閉腔體，首先抽腔體真空至5×10^-3pa以下，然后充入惰性氣體保護(hù)進(jìn)行熔煉，原料熔化后持續(xù)熔煉9分鐘后停止加熱，讓合金隨坩堝冷卻至凝固迅速將其翻轉(zhuǎn)，反復(fù)熔煉3次，得到成分均勻的母合金鑄錠。

步驟3：將步驟2得到的母合金鑄錠去除表面雜質(zhì)并清潔后破碎為小塊合金，將小塊合金錠裝入開有口徑大小為1～2mm的石英管中，之后放入銅模鑄造設(shè)備的感應(yīng)線圈中，關(guān)閉腔體，抽腔體真空度低于9×10^-3pa，充入惰性氣體ar氣，調(diào)節(jié)腔體內(nèi)外氣壓差為0.02mpa；

步驟4：在惰性氣體保護(hù)氛圍中，開啟電源并逐步增加電流強(qiáng)度直至合金塊體熔化，利用壓力差將熔融的合金熔液噴入直徑1.5mm銅模中，得到稀土基高熵塊體金屬玻璃材料。

采用d8advance型多晶x射線衍射儀測(cè)試步驟4制得的金屬玻璃的xrd圖譜，該合金直徑達(dá)1.5mm的塊體為非晶結(jié)構(gòu)。

采用netzschdsc404f3差示掃描量熱儀測(cè)量步驟4制得的金屬玻璃的dsc曲線，升溫速率40開爾文/分鐘，測(cè)得非晶合金的玻璃轉(zhuǎn)化溫度tg為618k，初始晶化溫度tx為676k，過(guò)冷液相區(qū)寬度δtx為58k。

采用磁性測(cè)量系統(tǒng)(mpms)測(cè)試該合金的等溫磁化曲線，圖5所示為非晶合金磁熵變曲線，最大磁熵變?yōu)?.53jkg^-1k^-1，半高寬度67k，磁制冷能力(rc)為572jkg^-1。

實(shí)施例7：

本實(shí)施例中，稀土基高熵塊體金屬玻璃材料的分子式為(er0.2dy0.2co0.2al0.2gd0.2)96si1fe3，直徑為1mm，其具體制備方法如下：

步驟1：將純度大于99％的er、dy、co、al、gd、si、fe原料按照分子式(er0.2dy0.2co0.2al0.2gd0.2)96si1fe3所示的成分原子百分比進(jìn)行配料；

步驟2：將步驟1稱取的原料放在電弧熔煉爐的水冷銅坩堝內(nèi)，關(guān)閉腔體，首先抽腔體真空至5×10^-3pa以下，然后充入惰性氣體保護(hù)進(jìn)行熔煉，原料熔化后持續(xù)熔煉9分鐘后停止加熱，讓合金隨坩堝冷卻至凝固迅速將其翻轉(zhuǎn)，反復(fù)熔煉5次，得到成分均勻的母合金鑄錠。

步驟3：將步驟2得到的母合金鑄錠去除表面雜質(zhì)并清潔后破碎為小塊合金，將小塊合金錠裝入開有口徑大小為1～2mm的石英管中，之后放入銅模鑄造設(shè)備的感應(yīng)線圈中，關(guān)閉腔體，抽腔體真空度低于9×10^-3pa，充入惰性氣體ar氣，調(diào)節(jié)腔體內(nèi)外氣壓差為0.025mpa；

步驟4：在惰性氣體保護(hù)氛圍中，開啟電源并逐步增加電流強(qiáng)度直至合金塊體熔化，利用壓力差將熔融的合金熔液噴入直徑1mm銅模中，得到稀土基高熵塊體金屬玻璃材料。

采用d8advance型多晶x射線衍射儀測(cè)試步驟4制得的金屬玻璃的xrd圖譜，該合金直徑達(dá)1mm的塊體為非晶結(jié)構(gòu)。

采用netzschdsc404f3差示掃描量熱儀測(cè)量步驟4制得的金屬玻璃的dsc曲線，升溫速率40開爾文/分鐘，測(cè)得非晶合金的玻璃轉(zhuǎn)化溫度tg為613k，初始晶化溫度tx為651k，過(guò)冷液相區(qū)寬度δtx為38k。

實(shí)施例8：

本實(shí)施例中，稀土基高熵塊體金屬玻璃材料的分子式為[(er0.2dy0.2co0.2al0.2gd0.2)0.96si0.04]99.9fe0.1，直徑為0.5mm，其具體制備方法如下：

步驟1：將純度大于99％的er、dy、co、al、gd、si、fe原料按照分子式[(er0.2dy0.2co0.2al0.2gd0.2)0.96si0.04]99.9fe0.1所示的成分原子百分比進(jìn)行配料；

步驟2：將步驟1稱取的原料放在電弧熔煉爐的水冷銅坩堝內(nèi)，關(guān)閉腔體，首先抽腔體真空至5×10^-3pa以下，然后充入惰性氣體保護(hù)進(jìn)行熔煉，原料熔化后持續(xù)熔煉8分鐘后停止加熱，讓合金隨坩堝冷卻至凝固迅速將其翻轉(zhuǎn)，反復(fù)熔煉6次，得到成分均勻的母合金鑄錠。

步驟3：將步驟2得到的母合金鑄錠去除表面雜質(zhì)并清潔后破碎為小塊合金，將小塊合金錠裝入開有口徑大小為1～2mm的石英管中，之后放入銅模鑄造設(shè)備的感應(yīng)線圈中，關(guān)閉腔體，抽腔體真空度低于9×10^-3pa，充入惰性氣體ar氣，調(diào)節(jié)腔體內(nèi)外氣壓差為0.03mpa；

步驟4：在惰性氣體保護(hù)氛圍中，開啟電源并逐步增加電流強(qiáng)度直至合金塊體熔化，利用壓力差將熔融的合金熔液噴入直徑0.5mm銅模中，得到稀土基高熵塊體金屬玻璃材料。

實(shí)施例9：

本實(shí)施例中，稀土基高熵塊體金屬玻璃材料的分子式為(er0.2dy0.2co0.2al0.2gd0.2)97.9si2fe0.1，直徑為4mm，其具體制備方法如下：

步驟1：將純度大于99％的er、dy、co、al、gd、si、fe原料按照分子式(er0.2dy0.2co0.2al0.2gd0.2)97.9si2fe0.1所示的成分原子百分比進(jìn)行配料；

步驟2：將步驟1稱取的原料放在電弧熔煉爐的水冷銅坩堝內(nèi)，關(guān)閉腔體，首先抽腔體真空至5×10^-3pa以下，然后充入惰性氣體保護(hù)進(jìn)行熔煉，原料熔化后持續(xù)熔煉7分鐘后停止加熱，讓合金隨坩堝冷卻至凝固迅速將其翻轉(zhuǎn)，反復(fù)熔煉6次，得到成分均勻的母合金鑄錠。

步驟3：將步驟2得到的母合金鑄錠去除表面雜質(zhì)并清潔后破碎為小塊合金，將小塊合金錠裝入開有口徑大小為1～2mm的石英管中，之后放入銅模鑄造設(shè)備的感應(yīng)線圈中，關(guān)閉腔體，抽腔體真空度低于9×10^-3pa，充入惰性氣體ar氣，調(diào)節(jié)腔體內(nèi)外氣壓差為0.02mpa；

步驟4：在惰性氣體保護(hù)氛圍中，開啟電源并逐步增加電流強(qiáng)度直至合金塊體熔化，利用壓力差將熔融的合金熔液噴入直徑4mm銅模中，得到稀土基高熵塊體金屬玻璃材料。

上述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案進(jìn)行了系統(tǒng)詳細(xì)的說(shuō)明，應(yīng)理解的是上所述實(shí)例僅為本發(fā)明的具體實(shí)施例，并不用于限制本發(fā)明。凡在本發(fā)明原則范圍內(nèi)所做的任何修改、補(bǔ)充或等同替換等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。