稀土磁制冷材料的研究
稀土磁制冷材料的研究
摘要：磁制冷技术是一种很有前景的新型制冷技术。本文综述了磁性材料的磁热效应概念，并详细介绍了Gd5Si2Ge2、
LaFeSi13、RECo2及RE2Fe17等系列化合物稀土磁制冷材料的研究现状，展望了稀土磁制冷材料的发展前景。
关键词：磁热效应稀土磁制冷
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1前言
磁制冷是指以磁性材料为工质的一种新型的制冷技术，其原理是利用磁制冷材料的磁热效应Mag
etocaloriceffect，MCE，即磁制冷材料等温磁化时向外界放出热量，绝热退磁时从外界吸收热量，从而达到制冷的目的。磁制冷与传统制冷技术相比具有如下优点1：（1）制冷效率高达传统气体制冷的5～10倍，可以显著节省能源。（2）固态磁制冷材料的熵密度远大于气体，制冷机体积较小，不需要大幅度的气体压缩运动，运行平稳可靠。（3）该技术无氟利昂、氨等制冷剂，对臭氧层无破坏作用，无环境污染、无温室效应、噪音小。因此磁制冷技术被誉为绿色制冷技术而广受推崇。1976年美国国家航空航天局的GVBrow
2首次将磁制冷技术应用于室温范围，采用金属Gd作为磁制冷工质，7T的超导磁场和无热负荷的条件下获得了47K的温度差。在此后室温下磁制冷材料的开发进入高速发展的阶段。国内外一系列的研究发现给室温磁制冷技术商业化、产业化带来了希望。目前不少国家的科研人员在开发室温磁制冷材料方面进行了广泛的研究，并取得了很多有益的成果，可以预期在不久的将来，磁制冷空调、磁制冷冰箱等新型节能环保的制冷设备将在人们的生活中广泛应用。因此，磁制冷技术和新型室温磁制冷材料的研发成为各国竞相开展的热点领域。
f稀土磁制冷材料的研究
2磁热效应与磁性材料的选择
21磁热效应磁热效应MCE又称磁卡效应，是磁性材料的一种固有特性，在相变温度（包括居里温度和一级相变温度）附近最为显著3。磁热效应是由于未成对电子的自旋运动。磁性材料内部存在着大量的磁矩，当材料处于在零磁场时，内部磁矩的方向随机分布、杂乱无章，此时磁熵较大；外加磁场后，磁矩趋向于沿磁场方向规则排列，有序度提高，磁熵显著下降，向外界放出热量；在绝热条件下撤去磁r