磁制冷設計研究現(xiàn)狀(參考版)
2025-06-30 16:51本頁面
【正文】 應當看到，室溫磁制冷作為一種綠色環(huán)保的制冷技術，憑借其可靠、高效的特性將在未來制冷領域占有一席之地。7 結束語基于磁熱效應的磁致冷技術具有綠色環(huán)保、高效節(jié)能等優(yōu)點，是未來極具市場前景的一項制冷新技術，目前關于該技術的相關研究是科學界和材料學界的一大熱點。將來的研究工作應該集中在充分利用材料的磁熱效應，克服材料的磁滯和熱滯現(xiàn)象，盡量在較低的磁場變化下獲得較大的磁熱效應，并在室溫附近具有較寬的工作區(qū)間，探究新型巨磁熱材料的磁熱效應，另外納米技術在磁制冷領域的應用也取得了一定的成果，在該領域可能有所突破。Heusler合金化合物所需原料較便宜，具有顯著的的磁熱效應，但絕熱溫變偏低，且NiMnGa合金的制作成本也較高，合金中Mn元素又易揮發(fā)，成分也難以控制，需要長時間高溫熱處理才能獲得單相組織[5]。La金屬化合物是近年來在室溫磁制冷材料中研究最多的，La是稀土中相對較便宜的金屬，與Gd金屬化合物相比，成本有所降低，La(Fe,Si)13基合金又顯示出巨磁熱效應，但制冷溫區(qū)較窄，熱滯較明顯，且化學穩(wěn)定性不佳。在Mn基化合物中，MnAs具有相當可觀的磁熱效應，但伴隨而來的較大的熱滯現(xiàn)象無疑降低了其實用價值，化合物中的As也與綠色無毒、安全環(huán)保這一理念相悖。稀土元素Gd的價格又相對較貴，對商業(yè)化的推廣極為不利。Fe,Ni,Co磁性離子的引入可以使居里溫度提高至室溫，磁熱效應有所下降，但仍高于Gd金屬。但是在現(xiàn)有制造工藝條件下，室溫磁制冷材料在商業(yè)化的應用仍然面臨著諸多難題，尚不能滿足實際需求。6 面臨的問題與發(fā)展趨勢磁制冷是一種高效環(huán)保節(jié)能的新技術。K)。K) (0～1 T)。K)。 Heusler型鐵磁性材料近年來,許多研究學者發(fā)現(xiàn)具有熱彈性馬氏體相變的Heusler型鐵磁性材料在馬氏體相變點附近也會產生較大的磁熱效應。K) (0～5 T) 。 P1xGex在室溫下均具有良好的磁熱性能, 且居里溫度可調。Thanh發(fā)現(xiàn)MnFeP1 x2Si x合金的居里溫度可在230～370 K間調整；x = 0. 5時,磁熵變最大,在295K處達到30J / (kg 近年來,部分學者嘗試使用無毒的Si 、Ge來替代As。該系合金具有大的磁熵變,主要是由于3d過渡族金屬磁矩較高,可由磁場誘發(fā)一級磁相變,在降溫至居里溫度發(fā)生磁轉變的同時,晶體結構也從正交MnP型結構轉變?yōu)榱絅iAs型結構。 過渡族金屬基磁制冷材料過渡族金屬基材料MnFeP1 xAsx (0. 25 x 0. 65)磁性來源于3d電子層的巡游電子,是一種可應用于室溫區(qū)間且具有巨磁熱效應的新型磁制冷材料其中MnFeP0. 452As0. 55在磁場變化5T時,居里點300K處的最大磁熵變達18J/(kg K) (0 ～ 1 T) ,高于同條件下高純金屬Gd的26% ,這是一個很大的突破。K) (0～2 T)。雖然可以通過調整元素比例或摻雜其它元素將居里溫度調至室溫,但磁熵變相應降低, 如La0. / (kg K) )的1. 5倍, / (kg 較其它磁制冷材料而言,其優(yōu)
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