稀土磁制冷材料研究现状

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1、*****学院本科毕业论文论文题目：稀土磁制冷材料研究现状院系：物理科学与技术学院专业：物理学姓名：***学号：10*********指导教师：赵建军二零一*年*月摘要磁制冷技术是一种很有前景的新型制冷技术。其与传统的气体压缩制冷技术相比，具有效率高、耗能小、无污染等特点。磁制冷是利用磁性材料所具有的磁热效应的原理制冷的，它是通过磁性材料磁矩的有序度在外磁场中发生变化而引起熵变来达到制冷的目的。磁热效应是材料在外加磁场下因磁矩发生有序、无序变化(相变)而吸热放热的物理现象,即外加在磁性材料的磁场增大时，其温

2、度升高，施加在磁性材料的磁场减小时，温度降低，它是磁性材料的固有性质，这种特性在材料的居里点附近最大。我国是电冰箱等制冷设备生产大国,每年产量有几千多万台。使用氟利昂制冷剂的制冷设备都要逐步淘汰，更新使用无氟制冷设备，这是室温磁制冷技术应用的一个巨大市场。而稀土在磁制冷材料中占有特殊的地位,人们对稀土系磁制冷材料进行广泛的研究。论文中主要介绍了稀土镧系金属Gd系列化合物磁制冷材料的研究现状与成果，研究温室磁制冷材料中最具代表性的稀土磁制冷材料的Gd的化合物的结构性能、磁熵变及其磁热效应。并在最后对稀土磁制冷

3、材料的应用前景做出展望。关键词：磁制冷；磁热效应；稀土磁制冷材料；磁熵变；AbstractMagneticrefrigerationisanewrefrigeranttechnique.Therareearthhasaspecialinthemagneticrefrigerationtechnology.Peopleindifferentzonesofmagneticrefrigerationmaterialtoconductextensiveresearch.Thethesisintroducestheg

4、ermaniumseriescompoundsofrareearthmagneticrefrigerationmaterialsresearchpresentsituationandtheresults.Researchinwenareaforatroomtemperaturemagneticrefrigerationmaterialsrepresentativeofgermaniumisacompoundstructure,preparationandmagnetocaloriceffect.Theapp

5、licationprospecttotherareearthmagneticrefrigerationmaterialtomakepaper.Keywords:Magneticrefrigeration;Magneto-caloriceffect;Rareearthmagneticrefrigerationmaterials;Magneticentropychange.目录引言11.磁制冷技术21.1磁制冷的原理、热磁效应21.1.1磁制冷原理21.1.2热磁效应21.2磁制冷材料的选择及发展背景32.稀土

6、磁制冷材料42.1.1稀土元素及其化合物42.1.2稀土磁制冷材料的分类42.2温室稀土磁制冷材料研究42.2.1几种典型的磁制冷材料52.3Gd金属及化合物的结构性能52.4Gd系列合金热磁效应的研究52.5Gd系材料制冷作用的研究进展63.磁制冷材料的发展现状和应用前景74.总结8参考文献：9致谢10引言磁致冷是使用无害、无环境污染的稀土材料作为制冷工质，若取代目前使用氟里昂制冷剂的冷冻机、电冰箱、冰柜及空调器等，可以消除由于生产和使用氟里昂类制冷剂所造成的环境污染和大气臭氧层的破坏，因而能保护人类的生

7、存环境，具有显著的环境和社会效益。磁致冷的研究可追溯到120年前，1881年Warburg首先观察到金属铁在外加磁场中的热效应。1926年Debye、1927年Giauque两位科学家分别从理论上推导出可以利用绝热去磁制冷的结论后，极大地促进了磁制冷的发展。1933年Giauque等人以顺磁盐Gd2(SO4)·8H2O为工质成功获得了1K以下的超低温，此后磁制冷的研究得到了蓬勃发展。1976年布朗采用金属Gd在磁场下首次实现了室温磁制冷。但由于工作需超导磁场，稀土金属Gd价格昂贵等因素而未能实用化。但布朗的

8、工作推动了室温磁制冷的研究，近几十年来磁制冷研究工作集中在室温温区，取得了很大进展。近年来，世界各国都在重视节能减排，而磁制冷正是节能减排项目，因而，引起了世界各国、特别是欧美日等国的高度重视。随着时代的进步，作为现代科学血液的制冷技术逐步发展和成熟，给人类的生活带来了舒适和享受，可以说制冷技术的状况对人类的生存和可持续发展就显得极为重要。液体汽化制冷大量使用的氟利昂会对大气造成严重的空气污染，它不但破坏大气层上