磁致冷材料

磁致冷材料是用於致冷系統的具有磁熱效應的物質，磁致冷首先是給磁體加磁場，使磁矩按磁場方向齊排列（磁熵變小），然後再撤去磁場，使磁矩的方向變為紊亂（磁熵變大），這時磁體從周圍吸收熱量，通過熱交換使周圍環境的溫度降低，達到致冷的目的。

基本介紹

• 中文名：磁致冷材料
• 解釋：致冷系統的具有磁熱效應的物質
• 性質：科學
• 類別：物理

是用於致冷系統的具有磁熱效應的物質，磁致冷首先是給磁體加磁場，使磁矩按磁場方向齊排列（磁熵變小），然後再撤去磁場，使磁矩的方向變為紊亂（磁熵變大），這時磁體從周圍吸收熱量，通過熱交換使周圍環境的溫度降低，達到致冷的目的。也就是所謂磁致冷就是利用磁性體的磁矩在無序態和有序態之間來回交換的過程中，磁性體放出或吸收熱量的冷卻方法。為了達到高效率，要求磁致體產生的磁熵變化要大，晶格的熱振動要小，熱傳導率要高以及具有高的電阻率。

由於材料晶格熱容溫度變化特性，磁致冷大約以20K界限分為兩個領域，即低溫和高溫領域，這兩個領域主要區別表現在循環方式上。低溫區域的特點材料是順磁性的，研究表明單晶是很好的卡諾型磁致冷材料。高溫區域的材料是鐵磁體，在室溫做成的埃里克森型磁致冷機的材料均是金屬Gd,但Gd易被氧化或腐蝕，主要有三類材料在研究中，一是稀土類化合物如ReAl2系，ReNi2系，Re3Al系，二是非晶態合金如Re—Al，Re—Ag，Re—Cu和Re—Zr等系列，三是3d過渡金屬的合金或化合物如La(Fe·;Co·;Al)13等。

一種新型磁致冷材料已被開發出來，它的優點是磁熱效應大，使用溫度可以達到290K，美國和日本在磁致冷材料、技術和裝置的研究開發領域居領先水平。2002年美國Ames實驗室的科研人員研製出世界上第一台能在室溫下工作的磁冰櫃，又與美國通用公司開發汽車磁致冷空調。

我國在磁致冷材料方面的研究起步較晚，中科院物理所在 系及其加氣合金方面，四川大學在GdSiCeSn合金方面，南京大學在LaCaNaMnO等化合物方面都取得了好的結果，已開發出樣機，但總體上與美國和日本相比還有差距。

我國科學家研製了LaFeCoSi材料，在0一5T磁場下在居里溫度274K附近的磁熵變約為20.3J/kg. K，可惜這種材料的居里溫度略低於室溫，如果能提高其居里溫度，也是一種很有前途的室溫磁致冷材料.

到2010年，我國將禁止生產和使用氟里昂等氟氯碳類化合物，因此需加快研究開發無害的新型製冷劑或不使用製冷劑的其它類製冷技術，在這方面的研究開發中，磁致冷是製冷效率高，能量消耗低，無污染的製冷方法之一。