第30卷第9期 2011年9月
特约专栏
中国材料进展 MATERIALSCHINA
磁制冷材料中一级磁相变的研究进展
龙毅，付松
（北京科技大学材料科学与工程学院，北京100083）
Vol.30No.9 Sep.2011
摘要：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。关键调：一级磁相变；磁制冷；磁婉；磁性材料
中图分类号：0482.6；TB64
文献标识码：A
文章编号：16743962(2011)09002106
Progress toward First-Order Magnetic Transition in
MagneticRefrigerants
LONG Yi, FU Song
( School of Materials Science and Engineering, University of Science and Technology Beijing, Beijing 100083, China) Abstract : Magnetic refrigeration as a new generation of refrigeration technology in the 21st century has caused extensive concern, Therefore, magnetic refrigeration materials with first-order magnetic transition has become one of hottest research points and aroused increasing attention in industry in recent years. The characteristics of first-order magnetic transition in magnetic refrigeration materials are introduced in this paper, Meanwhile, research progress and application status of mag netic refrigeration materials with first-order magnetic transition are reviewed. At last, the development trends of magnetic refrigeration materials with first-order magnetic transition are prospected.
Key words : first-order magnetic transition; magnetic refrigeration; magnetic entropy; magnetic materials
1前言
外加磁场发生变化时，磁性材料的磁摘会发生变化，从而产生吸热和放热现象。这种现象又称磁卡效应（MagnetocaloricEffect）。磁卡效应可以应用于制冷技术中，被称为磁制冷技术。磁制冷技术和目前的气体制冷技术完全不同，它在原理上可以实现理想循环，获得最大可能的效率，而且磁制冷没有环境污染和温室效应等许多独特的优点。1976年Brown用稀土Gd在经历二级磁相变时发生铁磁性到顺磁性的变化，同时变化外加磁场，来增加磁矩有序排列改变的程度，使之产生大的吸放热，做出了世界上第一台室温磁制冷样机。但是由于单纯用二级磁相变加上外磁场改变磁矩排列产生的磁热效应很小，没有实用价值，因此磁制冷技术研究进展
收稿日期：2011-08-09
基金项目：国家自然科学基金资助项目（50731007，50971022）；
科技部863计划项目（2011AA03A404）
通信作者：龙毅，女，1955年生，教授
缓慢。
1997年美国的AMS实验室首先发现Gd,Si,Ge4-(1.9≤x≤2.5)化合物的磁摘变化值是金属Gd的2倍左右，称之为巨磁卡效应")。Gd,Si,Ge-,（1.9≤x≤ 2.5)在室温附近晶体结构从正交结构变到单斜结构，同时发生磁性相变，一般称这种拌有品体结构变化的磁性相变为一次磁性相变。在一次磁性相变附近， Gd,Si,Ge4-产生了巨磁卡效应。该材料产生的巨磁卡效应给人们一个启示，应用晶体结构的变化来改变材料体系的磁有序状态，可以得到的磁摘变化值远大于具有二级磁相变的金属Gd的磁摘变化值。AMS实验室突破性的研究进展，使室温磁制冷实用化出现了曙光。低碳环保的室温磁制冷技术正好满足现代人们对节约能源和环境保护的望和要求，是人们道求的未来理想的制冷技术。因此具有一级磁性相变的磁性材料，成为目前研究的热点。
本文介绍了一级磁相变关联的磁摘特点，评述了各种具有一级磁相变的磁制冷材料的磁热等性能，展望了一级磁相变的磁制冷材料发展方向。