磁制冷材料中一级磁相变的研究进展

磁制冷技术作为21世纪的新一代制冷技术已经受到了关注。因此近年来具有一级磁相变的磁制冷材料成为全球学术界的一个研究热点,并越来越受到工业界的重视。主要介绍了磁制冷材料中的一级磁相变特点,综述了具有一级磁相变的磁制冷材料的研究进展和应用现状。最后展望了具有一级磁相变的磁制冷材料的发展趋势。     

近室温磁制冷合金材料的研究进展及发展前景

磁制冷技术是一种高效节能、绿色环保、可靠性强的先进制冷技术,其核心原理是磁性材料的磁热效应,即磁制冷工质等温磁化时向外界放出热量,绝热退磁时从外界吸收热量.理论上所有的磁性材料都具有磁热效应,但只有极少数具有显著磁热效应的磁性材料可用于磁制冷.因此,研发具有较大磁热效应的磁制冷工质是决定磁致冷技术能否得到应用和推广的关键因素.经过几十年的发展,人们陆续发现了许多性能优异的磁制冷材料,推动和促进了磁制冷技术的发展.目前,磁制冷技术在20 K以下的低温区已经得到了较为广泛的应用,如液氦的制备、低温物理研究以及航空航天等领域都采用了磁制冷技术.低温区的磁制冷材料通常为顺磁状态,其构型熵可以忽略不计,但随着温度的升高,用于低温区磁制冷的顺磁材料的晶格振动变大,构型熵对磁制冷系统的影响不可忽略,即传统的顺磁态磁制冷工质在近室温区已不再适用,因此研发近室温区的磁制冷材料具有重要意义.近20年间,国内外研究者对近室温区磁制冷材料进行了大量研究并取得了许多重要成果,如以Gd(SiGe)4、La(FeSi)13、MnAs合金和NiMn基Heusler合金等为代表的具有优异磁热效应的一级相变磁制冷材料,这些合金的磁热效应通常是由结构相变与磁相变的叠加引起的,但常常伴有较大的热滞与磁滞损耗,进而会大幅度降低磁制冷的效率.除了一级相变磁制冷材料外,还有稀土Gd及其化合物、Gd基非晶态合金等具有二级磁相变的近室温磁制冷材料.其中,Gd基非晶态合金具有制冷温区宽、涡流损耗低、磁滞低、成分范围宽、耐腐蚀和易于加工等优点,其较宽的制冷温区特别适合室温埃里克森磁制冷循环,具有广阔的应用前景.本文简要介绍了磁热效应的原理以及磁制冷技术的发展,重点介绍了近室温磁制冷材料的磁热性能和最新研究进展,包括Gd(SiGe)4、La(FeSi)13、MnAs合金、NiMn基Heusler合金等一级相变磁制冷材料和具有二级磁相变的Gd基非晶态合金,并分析了它们作为磁制冷材料的优点和存在不足,讨论了各系材料未来的发展方向和趋势.     

磁制冷发展现状及趋势：Ⅰ磁致冷材料

简要介绍了磁制冷的原理、热力学构架,简述了磁热效应的表征和测试方法,总结了磁致冷材料的选择依据,概述了近120年来各温区磁致冷材料的研究进展及最新研究成果,并展望了磁制冷材料的发展趋势。     

磁热效应和室温稀土磁制冷材料研究现状

室温磁制冷技术具有环保、可靠性好、效率高等优点.被认为是一种很有前景的新型制冷技术.概述了磁性材料的磁热效应概念以及磁热效应大小的表征方法,详细介绍了目前Gd5Si2Ge2、La(Fesi)13、RECo2及RE2Fe17等系列化合物稀土磁制冷材料的研究现状,并简要对比和评价了不同材料的相关性能,展望了室温稀土磁制冷材料的发展前景.     

室温磁制冷工质研究现状

室温磁制冷技术是环保、高效的新型制冷技术,它在家电、工业、军事领域都有广阔的应用前景。其中磁工质是室温磁制冷技术的关键。概述了磁制冷的原理,详细介绍了GdM、La(Fe,Si)13、MnFe(PxAs1-x)、Mn3XC(N)、Heusler合金磁工质现阶段的发展状况及存在的不足,并展望了磁制冷材料的发展前景。     

室温磁制冷研究新动态及应用

室温磁制冷是磁制冷技术发展的必然趋势.本文介绍了近10年室温磁制冷研究的最新动态,分析了磁制冷循环理论研究的结果,详细说明了室温磁制冷材料和样机的新近成果,并对室温磁制冷的商业化应用前景进行了展望.     

室温磁制冷材料的研究现状及发展前景

制冷业耗能占社会总耗能的15%以上。目前普遍使用的气体压缩制冷技术的卡诺循环效率最高仅为25%左右,而且气体压缩制冷中使用的气体制冷剂会破坏大气臭氧层并引起温室效应。探求无污染、绿色环保的制冷材料和研发新型低能耗、高效率的制冷技术是当今世界需要迫切解决的问题。磁制冷技术具有绿色环保、高效节能、稳定可靠的特点,近些年来已经引起世界范围的广泛关注。具有磁热效应的材料是磁制冷技术的关键。重点综述了当今室温磁热材料的研究现状。为了使该项技术走向工业化和实用化的道路,提出改进并优化磁制冷工质的性能是未来的研究方向。     

磁制冷材料研究进展

综述了磁制冷机理及几种磁制冷材料的研究进展,特别对具有热弹性马氏体相变的Heusler型铁磁性材料以及快速凝固技术在磁制冷材料制备中的应用予以关注,并指出该技术发展的关键在于寻找室温附近具有宽工作区间、易制备、低成本且在永久磁铁磁场下具有大磁熵变的材料。     

磁制冷发展现状及趋势：Ⅱ磁制冷技术

简要介绍了磁制冷实现的原理,概括了磁制冷与气体压缩制冷的差异,比较了4种磁制冷循环的优缺点及适用场合,重点评述了室温温区磁制冷样机的研究进展,分析了磁制冷的关键技术,最后给出了磁制冷的潜在市场并展望了发展趋势。     

磁致冷材料的发展及研究现状

磁致冷作为一种新的制冷方式而受到的重视。评述了低温区和高温区的磁致冷工质材料的研究过程及现状,并指出多种成分的复合工质可实现宽温区磁致冷,稀土合金及具有巨磁阻效应的钙钛矿陶 材料可能是研究可实际应用的室温区磁致冷材料的新方向。     

Materials for magnetic refrigeration between 2 K and 20 K

As part of a research and development programme on magnetic refrigeration, paramagnetic materials suitable for magnetic refrigeration in the 2 to 20 K range have been studied. The bestgadolinium materials with known properties, as derived from a literature survey, are plotted. For one of those materials, gadolinium gallium garnet, we present the results of our field-dependent heat capacity measurements. Preparation and fabrication of gadolinium compounds are discussed briefly as well as the scope for further work for selecting and studying working materials for magnetic refrigeration.     

室温磁致冷工质的选用原则及制备技术

本文对近年来在制冷界研究相当活跃的磁致冷工质 ,尤其是室温磁致冷工质———铁磁材料 ,在外加磁场中的热力学特性进行了分析、讨论 ,并在此基础上总结了选取室温磁致冷工质的理论依据和原则。本文介绍了室温磁致冷工质的制备方法 ,特别是系列工质复合法 ,并展望了今后的研究方向     

室温磁工质与磁制冷机的研究和开发

室温磁制冷作为一种高能效、环境友好和运行可靠的制冷技术,具有广阔的应用前景。室温磁制冷技术利用磁工质的磁热效应以及AMR循环实现制冷。在过去数十年的探索中,室温磁制冷的研究主要集中于磁工质的研发和磁制冷机的设计。本文综述了目前已开发的几种典型的室温磁工质以及研制的磁制冷样机。目前研究较丰富的室温磁工质主要包括稀土金属Gd及其合金、NaZn₁₃型La(Fe, Si)₁₃系合金以及Fe₂P型MnFePAs系合金,本文对它们的磁热性能进行对比并分析存在的实际应用问题。基于运行方式的不同,目前研制的磁制冷样机主要分为往复式和旋转式,介绍了不同研究机构研发的磁制冷样机的实验参数与制冷性能。回顾了室温磁制冷技术在不同领域已取得的实际应用,并对该技术未来的发展趋势进行展望。     

室温磁制冷研究进展

室温磁制冷技术是一项新的制冷技术，具有高效环保的特点，应用前景十分广阔，有望取代传统的蒸气压缩式制冷方法。阐述了磁热效应的原理，系统介绍了室温磁制冷中磁性材料、磁制冷循环、蓄冷器以及典型制冷机的发展情况，并对室温磁制冷的发展进行了展望。     

室温磁致冷材料及技术的研究进展

本文简要介绍了磁致冷机的基本工作原理；回顾了室温磁致冷材料及技术的发展历史；概述了具有突破性的最新研究进展。最后本文指出了室温磁致冷的潜在市场及发展趋势。