磁制冷技术
制冷领域磁制冷技术研究
制冷领域磁制冷技术研究引言制冷系统是现代建筑和工业系统中不可或缺的一个部分，因此对于提升制冷系统效能和可靠性的技术的研究和发展具有极大的意义。
磁制冷技术在制冷系统中具有众多的潜力，是近年来颇受关注的一个领域。
本文将探讨制冷领域的磁制冷技术研究，主要包括磁致冷和基于磁熵变的制冷技术。
磁致冷技术磁致冷技术基于磁性材料在磁场中的磁致伸缩变现象。
磁性材料在磁场中的磁熵变可以与热的性质联系起来，即在磁场变化过程中，磁性材料的磁熵变与磁场的变化量成正比。
这样，磁性材料在磁场作用下的磁熵变将为制冷提供一种新的机制。
通过加强或减弱磁场，可以实现磁性材料的磁熵变，从而达到制冷的效果。
当磁性材料在磁场中发生磁态变化时，将会吸收热量。
这种热量吸收带来的效果使得磁致冷技术成为一种非常有前途的新型制冷技术。
磁致冷制冷剂通常包括磁性材料作为热交换介质，如磁性材料隔热层和磁性材料换热器。
磁性材料的磁熵变被应用于磁致冷制冷剂中，从而使其具有制冷效果。
在磁致冷制冷中，通常采用氢氟碳化物（HFC）和氢氟烯碳化物（HFO）等无卤素制冷剂材料。
这些制冷剂的使用可以避免由卤素化学物质产生的环境污染，使得磁致冷技术的应用更加环保。
基于磁熵变的制冷技术基于磁熵变的制冷技术是一种新型的制冷技术，它利用磁性材料的磁熵变特性，通过改变温度和磁场来实现制冷。
这种技术与传统压缩式制冷技术相比，具有高效、环保等优点。
基于磁熵变的制冷技术可以被分类为热辐射、机械驱动和热吸收三种类型。
热辐射型基于磁熵变制冷技术是一种通过吸收热辐射来制冷的技术。
在此技术中，磁性材料的磁熵变会引起热传输，这个过程可以吸收周围环境的热能。
这种制冷技术可以使用地球表面、空气和其他热源作为热源，使其具有广泛的适用性。
机械驱动型基于磁熵变制冷技术是一种通过机械驱动来实现制冷的技术。
它的基本原理是，当磁性材料在磁场中发生磁态变化时，它会吸收热量，这种热量吸收效应可以通过机械驱动来实现。
磁制冷技术的最新动态
磁制冷技术的最新动态磁制冷技术的最新动态步骤一：引言磁制冷技术是一种新兴的、环保的制冷方式，其基本原理是通过改变磁场中材料的磁矩来实现制冷效果。
与传统的压缩机制冷相比，磁制冷具有更高的能效和更低的环境污染，因此备受关注。
本文将根据磁制冷技术的最新动态，为读者介绍该技术的发展现状和未来前景。
步骤二：回顾磁制冷技术的基本原理磁制冷技术的基本原理是通过对材料中的磁矩进行调控来实现制冷效果。
当一个磁场施加到材料上时，材料中的磁矩会发生变化，导致材料中的熵增加，从而使温度下降。
这种制冷方式与传统的压缩机制冷相比，不需要使用制冷剂，因此更环保。
步骤三：最新动态近年来，磁制冷技术在研究和应用领域取得了重要进展。
以下是磁制冷技术的最新动态：1. 新材料的发现：磁制冷技术需要具有特定磁性质的材料，以实现调控磁矩的目的。
最近，科学家们发现了一些新型材料，比如磁性金属合金和稀土材料，具有较大的磁矩变化范围和较低的磁场强度要求，这为磁制冷技术的应用提供了更多可能。
2. 提高制冷效率：为了进一步提高磁制冷技术的效率，研究人员正在探索新的材料结构和磁场调控方法。
例如，一些研究表明，在纳米尺度下调控材料的磁性质可以显著提高磁制冷的效果。
此外，研究人员还在探索将磁制冷技术与其他制冷方式结合的可能性，以进一步提高整体制冷效率。
3. 应用领域的拓展：磁制冷技术目前主要应用于小型制冷装置、低温悬浮系统等领域。
然而，随着技术的不断发展，磁制冷技术在更广泛的应用领域展现出巨大潜力。
例如，磁制冷技术可以应用于电子设备和电动车辆的制冷系统，提高其能效并减少对环境的影响。
步骤四：未来前景磁制冷技术作为一种新兴的、环保的制冷方式，具有广阔的发展前景。
随着新材料的不断发现和制备技术的进步，磁制冷技术的效率将不断提高，使其在更多领域得到应用。
此外，随着全球环保意识的提高，磁制冷技术有望成为替代传统制冷方式的主流技术。
综上所述，磁制冷技术作为一项新兴技术，在近年来取得了重要进展。
6-1 磁制冷技术
BACK
2、磁制冷技术的发展历程
1881：Warburg首先发现磁热效应
Tianjin University of Commerce
1905：Lengeriz首次展示通过改变顺磁材料
的磁化强度导致可逆温度变化
1926、1927：Debye、Gianque从理论上推
导出可以利用绝热去磁制冷
Tianjin University of Commerce
A→B：等温磁化
B→C：绝热去磁 C→D：等温去磁 D→A：绝热磁化
09:20
7
BACK
斯特林（Stirling）循环
Tianjin University of Commerce
两个等温过程
两个非绝热去磁过程
09:20
8
BACK
材料 （R＝Er，Ho，Dy） 铒 钬
09:20
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BACK
磁制冷工质的研究
Tianjin University of Commerce
80K～室温区：当前人类致力的目标
1976：Brown采用金属钆首先实现了室温磁制
冷，制冷温差达80K，但未能实用化：需超导 磁场，稀土金属钆居里温度单一、价格昂贵等
名 称 优 点 缺 点
Tianjin University of Commerce
应 用
Carnot
结构简单，可靠性高， 温度跨度小，外磁场强度 效率高 高，操作复杂 可得到中等温度跨度 要求H/T=const.，外磁场 操作复杂，需要蓄冷器
<20K
Stirling
>20K
Ericsson
可得到大温度跨度,外磁 蓄冷器、外部换热器要求 场操作简单 高，效率较低
制冷空调新技术 第4章 磁制冷技术
臭氧层空洞 (Ozone depletion)
NASA (Wikipedia)
温室效应(Global warming)
Willis Carrier
Wikipedia
磁制冷作为一种环境友好的制冷技术，因效率可以达到卡诺循环的 30% ～ 60%（是气体压缩制冷技术的6倍），而受到了关注！
1. 磁热效应及原理
磁制冷的工作过程示意图
磁制冷工作原理示意图
磁制冷的热力循环
A→B：等温磁化 B→C：绝热去磁 C→D：等温去磁 D→A：绝热磁化
磁制冷的热力循环
两个等温过程 两个非绝热去磁过程
磁制冷的热力循环
两个等磁过程 两个绝热过程
磁制冷的热力循环
两个等温过程 两个等磁过程
磁制冷的热力循环
四种磁制冷循环的比较
反钙钛矿结构化合物虽然能在较宽的温度区间内保持较大的磁熵变，但是其居里温度远离室温，今后的研究重点在如何调节其居里温度在室温附近。
室温区（80K-室温） 在大于80K的温区，因为此时温度较高，晶格熵较大，顺磁工质已不适宜用作制冷工质了，需要用铁磁工质。主要包括4大系列：（1）Gd基系列合金;（2）Mn基系列合金；（3）LaFeSi基系列合金；（4）Heusler合金。
Gd基系列合金材料
Gd金属及其合金一直都是最具代表性的铁磁性材料，也是研究最为广泛的室温磁制冷材料，通常被作为研究其他材料的基准量。这主要是因为： Gd的顺磁相到铁磁相的转变属于二级相变，具有较大的磁矩； Gd金属4f层有7个未成对的电子，具有较高的自旋磁矩，磁热效应显著； 具有良好的导热性及较好的加工型； 金属Gd的居里温度（293K）正好在室温附近，且在居里温度处，0-5T磁场变化下最大的磁熵变ΔSmax约为9.5J/(kg·K)，最大绝热温变ΔTad约为12K。
磁制冷材料原理方式
磁制冷材料原理方式磁制冷技术是一种新兴的绿色冷却方式，它利用磁场来实现冷却效果。
磁制冷材料是磁制冷技术的核心组成部分，它们通过变化磁场来实现磁定态和磁熵变。
本文将深入探讨磁制冷材料的原理方式，以期帮助读者更好地理解这一领域。
我们需要了解磁制冷材料的基本原理。
磁制冷是利用磁矢势进行换热的一种方法，其基本原理是在磁场中通过改变磁场强度或方向实现温度变化。
这种冷却方式是根据磁定态和磁熵变的原理实现的。
磁定态是指在磁场中磁矢势保持不变的状态。
磁制冷材料可以通过改变温度和磁场之间的关系来实现磁定态。
具体而言，当磁场增加时，磁制冷材料的温度会降低，而当磁场减小时，温度会升高。
这种磁定态的变化很大程度上依赖于材料的磁熵变。
磁熵变是指在磁场变化过程中，磁制冷材料的熵发生变化。
熵是物质微观状态的度量，它可以看作是物质的有序程度的度量。
磁制冷材料的熵随着磁场变化会发生变化，从而导致温度的变化。
磁制冷材料的原理方式主要有以下几种：1. 磁气制冷原理方式：这种方式是利用磁矢势对气体进行换热。
磁气制冷材料通常包括铁磁性材料和非铁磁性材料。
在磁场中，铁磁性材料的磁矢势随着温度的变化而变化，从而实现冷却效果。
非铁磁性材料通常通过调整材料的磁负熵效应来实现冷却。
2. 磁致冷原理方式：这种方式是利用磁矢势对固体材料进行换热。
磁致冷材料通常包括铁磁性材料和磁形状记忆合金。
在磁场中，铁磁性材料的磁矢势随着温度的变化而变化，从而实现冷却效果。
磁形状记忆合金则通过改变其形状来实现冷却效果。
3. 磁化力致冷原理方式：这种方式是利用磁矢势对液体材料进行换热。
磁化力致冷材料通常包括铁磁液体和磁流体。
在磁场中，铁磁液体的磁矢势随着温度的变化而变化，从而实现冷却效果。
磁流体则通过调整其磁流变性能来实现冷却效果。
总结回顾一下，磁制冷材料的原理方式主要包括磁气制冷、磁致冷和磁化力致冷。
这些原理方式都是通过改变磁场来实现温度变化，从而实现冷却效果。
磁制冷材料的磁定态和磁熵变是实现磁制冷效果的关键。
磁制冷的原理和应用有哪些
磁制冷的原理和应用有哪些1. 磁制冷的原理磁制冷是一种基于磁热效应的冷却技术，利用材料在磁场中的磁化过程中产生的热量变化来实现冷却。
其原理可以通过以下几个方面来解释：1.1 磁气体冷却效应在磁场中，磁气体的磁矩会发生取向变化，这会产生磁热效应。
当磁矩重新取向时，分子之间会发生碰撞，产生热能。
通过适当的设计，可以将磁气体冷却到低温。
1.2 磁性相变材料冷却效应磁性相变材料在磁场作用下会发生相变，这个过程中会吸收或释放热量。
通过控制磁场的强弱和方向，可以实现磁性相变材料的冷却效果。
1.3 磁热效应和热力循环在磁制冷系统中，通常会采用一种磁热材料和一个磁力循环来实现冷却效果。
当磁场改变时，磁热材料的温度也会相应变化。
通过磁力循环，可以实现冷却效果的放大。
2. 磁制冷的应用磁制冷技术由于其低环境影响和高效冷却效果，已经在许多领域得到了应用。
以下是一些磁制冷技术的应用案例：2.1 制冷设备磁制冷技术可以用于制造家用和商用的制冷设备，如冰箱、冷柜和空调。
与传统的压缩机制冷技术相比，磁制冷具有更高的能效和更低的温室气体排放。
2.2 超导电子设备在一些需要极低温环境的超导电子设备中，磁制冷技术可以用来提供冷却效果。
这些设备包括磁共振成像（MRI）仪器、超导电缆和超导量子计算机等。
2.3 光子学领域磁制冷技术可以用于光子学领域的一些特殊应用，如光子计算、光子器件和光频梳等。
通过磁制冷可以实现这些设备在更高频率和更高功率下的工作。
2.4 纳米材料制备在纳米材料的制备过程中，磁制冷可以用来控制材料的温度和相变过程。
通过精确控制磁场的强度和方向，可以实现对纳米材料结构和性能的调控。
2.5 环境保护磁制冷技术可以帮助减少温室气体排放和化学物质的使用，从而降低对环境的影响。
例如，可以使用磁制冷技术来制造更节能的电子设备和汽车空调系统。
总结起来，磁制冷是一种颇具潜力的冷却技术，其原理基于磁热效应和热力循环。
该技术已经在制冷设备、超导电子设备、光子学、纳米材料制备和环境保护等领域得到应用。
磁制冷技术
磁制冷技术磁制冷技术是一种基于磁场变化来实现冷却效果的新型冷却技术。
它利用磁场调控材料中的自旋系统，通过改变自旋系统的磁熵来实现冷却效果。
磁制冷技术具有环保、高效、节能等优点，因此在各个领域引起了广泛关注和研究。
磁制冷技术的基本原理是利用磁场对材料中自旋系统的调控作用。
在自旋系统中，自旋和磁矩是相互关联的，通过改变磁矩的方向和大小，可以改变自旋系统的自由度。
当磁矩受到外界磁场的作用时，自旋系统会发生磁熵变化，从而引起材料的温度变化。
为了实现磁制冷效果，需要选择合适的磁性材料和磁场调控方式。
目前常用的磁性材料有磁性金属、磁性合金和磁性气体等。
这些材料在外界磁场的作用下，会发生自旋磁矩的取向和大小变化，从而带来温度的变化。
磁制冷技术的应用领域非常广泛。
在低温领域，磁制冷技术可以用于冷却超导材料、磁共振成像仪和低温电子设备等。
在制冷空调领域，磁制冷技术可以用于替代传统的制冷剂，实现更高效、更环保的制冷效果。
此外，磁制冷技术还可以应用于食品冷藏、药品储存和航天器冷却等领域。
磁制冷技术相较于传统的压缩制冷技术具有很多优势。
首先，磁制冷技术不需要使用化学制冷剂，避免了对臭氧层的破坏和温室气体的排放。
其次，磁制冷技术具有高效节能的特点，可以大幅降低能耗和运行成本。
此外，磁制冷技术还可以实现温度的快速调控和精确控制，提高了制冷设备的性能和稳定性。
虽然磁制冷技术具有很多优点，但目前仍存在一些挑战和难题需要克服。
首先，磁制冷技术的研发和应用还处于起步阶段，需要进一步完善和优化。
其次，磁制冷材料的选择和制备也是一个关键问题，需要寻找更加适合的材料来实现高效制冷效果。
此外，磁制冷技术的成本问题也需要解决，以提高其在市场上的竞争力。
磁制冷技术作为一种新型的冷却技术，具有很大的潜力和应用前景。
通过磁场调控材料中的自旋系统，可以实现高效、环保的制冷效果。
随着磁制冷技术的不断发展和完善，相信它将在未来的各个领域发挥越来越重要的作用，为人们的生活带来更多的便利和舒适。
磁制冷技术
磁制冷技术
磁制冷是一种新型的可持续制冷技术，它将制冷机的拥有者和使用者分开，实现工业化制冷。
它利用强磁场传递低温热量，实现空气加热和冷凝空气加冷，最终实现空调效果。
磁制冷的优点是，制冷机与使用者是分开的，实现了可持续制冷。
而且，它还可以实现远距离传递热量，比如，将某个办公室的空调机组安装在另一个建筑物上，但却可以生成空调效果，从而降低安装成本。
此外，磁制冷还具有节能效果，因其能够散发热量到空气中，减少其燃料消耗。
二、原理
磁制冷的原理是利用磁性材料在两个绝缘体中产生强磁场，从而实现热量传递，实现空气加热和冷凝空气加冷，最终实现空调效果。
首先，磁性材料在一个受控环境中暴露于两个绝缘体之间，使其产生强磁场，这样磁性材料就可以传导热量，实现制冷作用。
其次，当空气进入磁性材料中时，空气会迅速被加热，这时空调机组的外部热量池就会被添加热量，实现空调效果。
最后，当空气从磁性材料的外部热量池中发出时，它会遵循受控环境的温度，从而实现冷凝空气加冷，实现制冷效果。
三、应用
磁制冷技术最常见的应用是空调系统，空调系统采用磁制冷技术实现制冷，通过磁场传递热量实现冷凝空气的加冷，最终实现空调效果。
同时，磁制冷也可以用于冰箱、冷藏室、冷柜等场合。
此外，磁制冷技术还可以应用于其他领域，比如工业热处理，它可以实现远距离传输热量，是实现工业热处理的有效手段。
四、结论
磁制冷是一种新型的可持续制冷技术，它利用强磁场实现热量传递，实现空气加热和冷凝空气加冷，从而实现制冷效果，广泛应用于空调、冰箱、冷藏室、冷柜等场合。
此外，它还可以实现远距离传输热量，是实现工业热处理的有效手段。
磁制冷技术
磁制冷技术
磁制冷技术是一种新兴的制冷技术，它利用磁场来实现制冷效果。
与传统的压缩式制冷技术相比，磁制冷技术具有许多优势，包括能耗低、环保、无噪音等特点，因此备受关注。
在磁制冷技术中，磁场被用来控制磁性材料的热力学性质，从而实现制冷的目的。
通过改变磁场的强度和方向，可以控制磁性材料在磁热偶效应下的温度变化，从而实现制冷。
这种制冷原理既简单又高效，可以广泛应用于制冷设备中。
磁制冷技术的应用领域非常广泛，包括家用电器、医疗设备、航天器等。
在家用电器中，磁制冷技术可以用于制作节能环保的冰箱、空调等产品，大大降低能耗，减少对环境的影响。
在医疗设备领域，磁制冷技术可以用于制作超导磁体，帮助医生进行磁共振成像等诊断技术。
在航天器领域，磁制冷技术可以用于制作太空探测器的制冷系统，确保设备在极端环境下正常工作。
磁制冷技术的发展离不开材料科学的进步。
磁性材料的研究和开发是推动磁制冷技术发展的关键。
目前，已经有许多新型磁性材料被应用于磁制冷技术中，比如铁磁性材料、铁磁形状记忆合金等。
这些材料不仅具有良好的制冷性能，还具有稳定性高、成本低等优点，为磁制冷技术的广泛应用打下了基础。
随着社会的发展和人们对环保节能的重视，磁制冷技术必将在未来
得到更广泛的应用。
作为一种新兴的制冷技术，磁制冷技术不仅可以提高能源利用效率，还可以减少对环境的污染，是一种具有巨大潜力的技术。
我们期待未来，磁制冷技术能够不断创新发展，为人类创造更加舒适、环保的生活环境。
空调系统了解磁性制冷技术在汽车空调中的应用
空调系统了解磁性制冷技术在汽车空调中的应用随着汽车行业的不断发展，汽车的舒适性也得到了越来越多的关注。
在众多舒适性配备中，空调系统是不可或缺的一部分。
随着技术的进步，磁性制冷技术在汽车空调系统中得到了广泛的应用。
本文将从磁性制冷技术的原理和优势，以及其在汽车空调中的应用等方面进行讨论。
磁性制冷技术是一种基于磁性物质在磁场内发生熵变的原理来实现制冷的技术。
其工作原理是通过改变磁场对磁性物质的作用，使得磁性物质在磁场中发生熵变，进而实现温度的降低。
与传统的压缩制冷技术相比，磁性制冷技术具有以下几个优势。
首先，磁性制冷技术具有零排放和环保的特点。
在传统的压缩制冷技术中，需要使用氟利昂等化学物质作为冷媒，而这些化学物质往往对环境有一定的污染。
而磁性制冷技术不需要使用任何化学物质，完全依靠磁性物质的熵变来实现制冷，因此具有零排放和环保的优势。
其次，磁性制冷技术具有高效节能的特点。
在汽车空调系统中，压缩机是一个能耗较高的部件。
而磁性制冷技术不需要使用压缩机，可以直接利用磁性物质的熵变来实现制冷，因此能够大幅度降低能耗，提高能源利用率。
此外，磁性制冷技术在汽车空调中的应用也带来了一些其他的优势。
例如，磁性制冷技术具有快速制冷的特点，可以更快地降低车内温度，提供更快的舒适感。
同时，磁性制冷技术还具有精密控制的能力，可以根据用户的需求，实现对温度的精确控制。
这些优势使得磁性制冷技术在汽车空调系统中有着广阔的应用前景。
在汽车空调系统中，磁性制冷技术的应用主要集中在车内空调方面。
一种常见的应用方式是通过在座椅上安装磁性材料，利用磁场的变化来实现座椅的制冷。
这种方式可以为乘车人员提供更加舒适的座椅体验，尤其对于长时间驾驶或乘坐的用户来说，具有显著的效果。
另外，磁性制冷技术还可以应用于车内空调系统中的其他部件，如中央空调出风口等。
通过在出风口处安装磁性材料，利用磁场的变化来实现出风口的制冷，可以为乘车人员提供更加舒适的空气流通效果，进一步提升空调系统的舒适性。
强磁冷却技术的原理和应用
强磁冷却技术的原理和应用1. 强磁冷却技术的概述强磁冷却技术是一种利用磁场实现制冷的技术。
利用强磁场的磁致冷效应，将外界热量转移到冷却介质中，使其得到降温。
这项技术具有高效节能、环保等特点，被广泛应用于医学、航空航天、电子工程等领域。
2. 强磁冷却技术的工作原理强磁冷却技术的工作原理基于磁致冷效应。
当介质在磁场中发生磁熵变化时，其温度会发生变化。
在强磁场的作用下，介质中的磁基元会发生磁熵变化，通过排除磁场外的热量，达到制冷效果。
3. 强磁冷却技术的应用领域强磁冷却技术在以下领域的应用较为广泛：3.1 医学领域•MRI（磁共振成像）技术：利用强磁场产生的冷却效应，为人体制造低温环境，提供更好的成像质量。
•磁性控释药物：通过控制磁场的变化，实现药物的定向释放和控制释放速率。
3.2 航空航天领域•航空发动机冷却：利用强磁冷却技术，对航空发动机中的涡轮叶片进行冷却，提高发动机的工作效率和寿命。
•航天器燃料冷却：在航天器进入外层大气层时，利用强磁冷却技术冷却燃料，减少热腐蚀的影响，确保航天器安全返回地面。
3.3 电子工程领域•超导电子器件：利用强磁场的低温效应，提供超导电子器件所需的低温环境。
•磁性冷却系统：利用强磁场使磁性材料发生磁熵变化，实现电子器件的冷却。
4. 强磁冷却技术的优势和未来发展强磁冷却技术相比传统的制冷技术具有以下优势： - 高效节能：利用磁致冷效应，不需要压缩机和制冷剂，节省能源消耗。
- 环保无公害：不使用制冷剂，避免对环境的破坏。
- 温度可控：通过调节磁场强度和磁场脉冲时间，可以精确控制温度。
未来，强磁冷却技术还有以下发展方向： - 提高制冷效率：研究新型磁性材料的磁致冷效应，提高制冷效率。
- 扩大应用范围：将强磁冷却技术应用于更多领域，如能源领域、农业领域等，推动技术的进一步发展。
5. 总结强磁冷却技术是一种高效节能、环保的制冷技术，通过利用磁致冷效应在医学、航空航天、电子工程等领域得到广泛应用。
磁制冷——节能环保的绿色制冷技术
可再生能源
（ 总第 !!’ 期） #$$%&%
研究与试验
磁 制 冷 —节 —— 能 环 保 的 绿 色 制 冷 技 术
周水洪
（华南理工大学 交通学院 3 广东 广州 摘
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热磁效应 （9:; ） 示意图
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研究与试验
常压下， 磁体的熵 ! （"#$） 是磁场强度 $ 和绝 对 温 度 " 的 函 数 % 它 由 磁 熵 !& （"%$） 、 晶 格 熵 !’
_-5-‘MH’- -5-_Qa 5JRX
Y;;X b>>G cPPdN OL MVVe
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在绝热过程中， 系统熵变为零， 即：
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磁制冷机的研究进展 根据温度的不同 % 可将制冷温区划分为极低
（".*） !! /!!（ ,!!（ /0 & ".* ） " "）
当绝热磁化时， 工质内的分子磁矩排列将由 混乱无序趋于与外加磁场同向平行， 根据系统论 观点， 度量无序度的磁化熵减少了， 即 !!&10 ， 所 故工质温度升高； 当绝热去磁时， 情况 以 !!"23 ， 刚好相反， 使工质温度降低， 从而达到制冷目的。 这种制冷方法就是绝热去磁制冷法， 也就是我们 所说的磁制冷。
!
磁热效应 （"#$） 的表征参数及测试方法 磁制冷材料的性能主要决定于以下参数： 磁
有 序 化 温 度 —磁 —— 相 变 点 （如 居 里 点 "4、 奈尔点 、一定的外加磁场变化下磁有序化温度附 "5 等） 近的磁热效应。磁有序化温度是指从高温冷却 顺 磁6亚 铁 磁 等 类 型 的 时， 发生诸如顺磁 6 铁 磁 、 磁有序化 （相变） 的转变温度。磁热效应 （&4- ） 一 般用等温磁熵变 !!& 或绝热温变 !"78 来表征。 一般对于同一磁致冷材料而言 9 外加磁场强度变 化越大 % 磁热效应就越大； 不同磁致冷材料在相同 的外加磁场强度变化下 % 在各自居里点处的 : !!&: 或 !"78 越大.表明该磁制冷材料的 &4- 就越大。 根据热力学推导， 可得
磁制冷的工作原理
磁制冷的工作原理
磁制冷是指利用某些物质的磁性，把磁能或热能直接转换成冷量，是一种新型的节能技术。
磁制冷可分为电制冷和磁制冷两大类。
电制冷利用电磁波的热效应，把热量从高温物体传向低温物体。
磁制冷则是利用磁场能的变化来实现热传递。
磁制冷是以非牛顿流体（即永磁体）为介质的一种新技术，它利用永磁体在磁场中运动时产生的磁矩变化来实现冷、热交换，并不改变介质的特性，而且可以实现无工质状态下的直接热传递。
磁制冷技术在军事、科研、工业等领域都有广泛的应用前景。
磁制冷系统包括：磁头、永磁体、换能器、磁场发生器以及控制系统。
在各种磁制冷设备中，换能器是将制冷机的制冷量与被冷却介质（水或空气）温度直接联系起来的装置，因此它是磁制冷技术中最重要的组成部分。
磁制冷系统中换能器包括：磁压缩式换热器、磁导式换热器和回转式换热器。
磁压缩式换热器是由磁化管（即磁场发生器）和金属管组成。
换能器的作用是将磁化管产生的交变磁场能转变为工质状态，以便完成能量从高温物体向低温物体转移的过程。
—— 1 —1 —。
磁制冷技术
磁制冷技术摘要：传统压缩制冷技术广泛应用于各行各业，形成了庞大的产业，但它存在两个明显的缺陷：制冷效率低且氟利昂工质的泄漏会破坏大气臭氧层。
根据蒙特利尔协议到 2000 年将全面禁止氟利昂的生产和使用，使制冷行业面临一场变革。
现在大力研究开发的无氟替代制冷剂，基本上可以克服破坏大气臭氧层的缺陷，但仍保留了制冷效率低、能耗大的缺陷，而且有的还会产生温室效应等，不是根本解决办法。
磁制冷因具有高效节能、无环境污染、运行可靠、尺寸小、重量轻等优点，且完全具有替换气体压缩制冷的可能，引起了广泛的关注。
所谓磁制冷,即指借助磁制冷材料（磁工质）的磁热效应(MagnetocaIoric Effect，MCE），在等温磁化时向外界排放热量，退磁时从外界吸取热量，从而达到制冷目的。
关键词：磁制冷、无污染、高效节能引言：磁制冷技术是一种极具发展潜力的制冷技术。
其具有节能、环保的特点。
作为磁制冷技术的心脏，磁制冷材料的性能直接影响到磁制冷的功率和效率等性能。
根据蒙特利尔协议，到2000年将逐步禁止氟利昂的生产和使用，使氟利昂压缩制冷面临困境。
磁制冷作为一项高新绿色制冷技术，与传统压缩制冷相比具有如下竞争优势：无环境污染：由于工质本身为固体材料以及可用水来作为传热介质，消除了因使用氟利昂、氨及碳氢化合物等制冷剂所带来的破坏臭氧层、有毒、易泄漏、易燃、易爆等损害环境的缺陷；高效节能：磁制冷的效率可达到卡诺循环的30% ~ 60%，而气体压缩制冷一般仅为 5 % ~ l0%，节能优势显著；易于小型化：由于磁工质是固体，其熵密度远远大于气体的熵密度，因而易于做到小型化；稳定可靠；由于无需压缩机，运动部件少且转速缓慢可大幅降低振动与噪音，可靠性高，寿命长，便于维修。
1976年美国国家航空航天局的G.V.Brown[2]首次将磁制冷技术应用于室温范围，采用金属Gd作为磁制冷工质，在7T的超导磁场和无热负荷的条件下获得了47K的温度差。
磁致冷
磁致冷，是指以磁性材料为公质的一种全新的制冷技术，其基本原理是借助磁致冷材料的磁热效应（Magnetocaloric Effect,MCE）,即磁致冷材料等温磁化时向外界放出热量，而绝热退磁时从外界吸取热量，达到制冷的目的。
磁致冷材料是用于磁致冷系统的具有磁热效应的物质。
其制冷方式是利用自旋系统磁熵变的制冷，磁致冷首先是给磁体加磁场，使磁矩按磁场方向整齐排列，然后再撤去磁场，使磁矩的方向变得杂乱，这时磁体从周围吸收热量，通过热交换使周围环境的温度降低，达到制冷的目的。
磁制冷材料使磁致冷机的核心部分，即一般所称的制冷剂或制冷工质。
与传统制冷相比，磁致冷单位制冷效率高、能耗小、运动部件少、噪音小、体积小、工作频率低、可靠性高以及无环境污染，因而被誉为绿色制冷技术。
磁致冷的研究可追溯到19世纪末，1881年Warburg首先观察到金属铁再外加磁场中的热效应，1895年Langeviz发现了磁热效应。
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，磁致冷技术得以逐步发展。
20世纪30年代利用顺磁盐作为磁致冷工质，采用绝热去磁方式成功地获得毫升量级的低温，20世纪80年代采用Gd3Ga5O12（GGG）型的顺磁性石榴石化合物成功地应用于1.5~15K的磁致冷，20世纪90年代采用磁性Fe离子取代部分非磁性Gd离子，由于H 离子与Gd离子间存在超交换作用，使局域磁矩有序化，构成磁性的纳米团簇，当温度大于15K时其磁熵变高于GGG，从而成为15~30K温区最佳的磁致冷工质。
1976年布朗首先采用金属Gd为磁致冷工质，在7T磁场下实现了室温磁致冷的试验，由于采用超导磁场，无法进行商品化，20世纪80年代以来人们的磁致冷工质开展了广泛的研究工作，但磁熵变均低于Gd的1倍，高温磁致冷正一步步走向实用化，据报道1997年美国已研制成以Gd为磁致冷工质的磁致冷机。
磁制冷的相关背景知识.
1、磁制冷的背景知识磁制冷是一种全新的制冷技术，磁制冷使用的是固态工质，它具有较大的密度，与通常的压缩气体制冷方式相比，磁制冷机的体积较小。
磁制冷机利用磁场变化来取代压力变化，所以在整个系统中省去了压缩机等运动机械，因此结构相对简单，振动和噪音也大幅降低。
另一方面，固态工质使得所有的热交换能在液态和固态之间进行，因而磁制冷机的功耗低，效率高，此外磁制冷技术最突出的优点是不再使用对大气臭氧层有破坏作用的氟里昂作制冷剂，因此被称为无污染的绿色环保制冷技术。
可见在追求绿色环保的今天，开发、研究和利用以磁制冷材料为先导的磁制冷技术已成为当前制冷工程中一项重要课题。
2、磁制冷的基本原理当把磁性物质放入磁场时，磁矩沿磁化方向择优取向，在等温条件下，导致材料的磁熵下降，有序度增加，磁性材料向外界放热；当磁场强度减弱时，由于磁性粒子的热运动，其磁矩又开始磁制冷，是指以磁热材料为工质的一种新型的制冷技术，其基本原理是借助磁制冷材料的磁热效应，即磁制冷材料在等温磁化时向外界放出热量，而在等温退磁时从外界吸收热量。
磁性物质是由具有磁矩的磁性粒子组成的物体，它具有一定的热运动或振动，当没有外加磁场时磁性物质内磁矩的取向是无规则的，此时相应的磁熵较大，恢复到无序状态，等温的条件下磁熵增加，磁性材料从外界吸收热量，从而达到制冷的目的。
1.其具体原理如图a-b过程是磁热材料在外磁场作用下的励磁过程此时磁热材料的磁矩由无序到有序，磁熵增大；b-c过程是磁热材料在等磁矩下向外界放热；同理c-d过程是磁热材料的退磁过程此时磁热材料的磁矩由有序到无序，磁熵增减小；然后d-a过程是磁热材料在等磁矩下向外界吸热，在整个循环中磁工质向外界吸收的热量大于其向外放出的热量，最终达到使外界温度降低。
3 磁制冷的几种循环过程磁制冷循环是将磁性材料在高温环境加磁场放热和在低温环境退磁场吸热过程连接起来，而实现的制冷过程。
根据不同的连接方式，可分为四种不同的循环方式：布雷顿循环，卡诺循环，斯特林循环及埃克森循环3.1 卡诺循环卡诺循环是最理想的过程：由等温放热，绝热退磁，等温吸热和绝热磁化四个过程组成。
电磁制冷原理
电磁制冷原理引言：电磁制冷技术是一种基于磁场效应的制冷方法，它利用材料在磁场中的磁热效应实现制冷。
与传统的机械制冷相比，电磁制冷具有高效节能、环保无污染等优点，在航空航天、电子设备、医学领域等有着广泛的应用前景。
一、电磁制冷的基本原理电磁制冷是利用材料在磁场中受热和降温的磁热效应来实现制冷。
根据磁热效应的不同，电磁制冷可分为磁热效应制冷和磁致冷两种方式。
1.1 磁热效应制冷磁热效应制冷是指当材料在磁场中发生磁热效应时，使得材料温度升高，然后通过热交换的方式将热量传递到冷却介质中，从而达到制冷的目的。
这种磁热效应可以通过材料的磁熵变来实现，即材料在磁场中发生磁熵变，从而产生热量。
1.2 磁致冷磁致冷是指当材料在磁场中发生磁致冷效应时，使得材料温度降低，从而实现制冷。
磁致冷效应是指材料在磁场中经历磁热过程后，通过磁熵变的方式将热量从材料中抽取出来，使材料温度降低。
二、电磁制冷的实现方式电磁制冷的实现方式主要包括磁热效应制冷和磁致冷两种方式。
2.1 磁热效应制冷的实现方式磁热效应制冷的实现方式主要有磁热效应材料的选择和磁场的控制两个方面。
2.1.1 磁热效应材料的选择磁热效应制冷需要选择具有较大磁熵变的材料。
常用的磁热效应材料有铁磁体、磁致伸缩材料和磁致伸缩材料等。
这些材料在磁场中受热时，会发生磁熵变，从而产生热量。
2.1.2 磁场的控制磁热效应制冷中，磁场的控制是关键。
通过改变磁场的强度和方向，可以控制磁热效应材料的磁熵变，从而实现制冷效果。
磁场的控制可以通过电流控制、磁体设计和磁场调节等方式实现。
2.2 磁致冷的实现方式磁致冷的实现方式主要有磁致冷材料的选择和磁场的控制两个方面。
2.2.1 磁致冷材料的选择磁致冷需要选择具有较大磁致冷效应的材料。
常用的磁致冷材料有磁致伸缩材料和磁热效应材料等。
这些材料在磁场中经历磁热过程后，会通过磁熵变的方式将热量从材料中抽取出来，从而实现制冷。
2.2.2 磁场的控制磁致冷中，磁场的控制同样是很重要的。
低温磁制冷原理
低温磁制冷原理低温磁制冷是一种基于磁性材料的制冷技术，通过磁场的变化来实现低温制冷。
它主要利用磁性材料在磁场中吸收和释放热量的特性，实现对物体温度的调控。
一、磁性材料的特性磁性材料具有磁滞效应和反磁效应，这些特性使得磁性材料在磁场中表现出不同的热力学行为。
当磁性材料处于外磁场中时，会发生磁矩的重新取向，从而引起磁性材料的温度变化。
二、磁制冷的工作过程磁制冷主要通过磁场的变化来实现制冷效果。
其基本工作原理可分为热交换、磁热转换和冷却三个过程。
1. 热交换过程磁性材料在外磁场中吸收热量的过程称为热交换过程。
当磁性材料处于低温状态时，通过降低外磁场的强度，使磁性材料吸收从外界传递过来的热量，从而使磁性材料温度升高。
2. 磁热转换过程磁性材料在外磁场中释放热量的过程称为磁热转换过程。
当磁性材料处于高温状态时，通过增加外磁场的强度，使磁性材料释放热量，从而使磁性材料温度降低。
3. 冷却过程磁性材料在热交换和磁热转换过程中，通过吸收和释放热量来实现制冷效果。
冷却过程是通过不断重复热交换和磁热转换过程来实现的。
通过控制外磁场的强度，可以实现磁性材料的温度调控，从而实现对物体的低温制冷。
三、低温磁制冷的优势低温磁制冷具有以下优势：1. 温度范围广：低温磁制冷可以实现从室温到几个Kelvin的温度范围内的制冷效果。
2. 制冷效率高：低温磁制冷可以实现高效的能量转换，使得制冷效果更加显著。
3. 无环境污染：低温磁制冷不需要使用传统制冷剂，避免了臭氧层和温室效应的损害。
4. 可调性强：通过调节外磁场的强度，可以实现对制冷温度的精确控制。
5. 可靠性高：低温磁制冷不需要机械运动部件，因此具有较高的可靠性和稳定性。
四、低温磁制冷的应用领域低温磁制冷技术在许多领域都有广泛的应用，主要包括以下几个方面：1. 超导材料研究：低温磁制冷可以为超导材料的研究提供稳定的低温环境，提高超导材料的性能。
2. 生物医学研究：低温磁制冷可以用于细胞冻结、蛋白质结晶等生物医学研究中，提供低温环境。
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磁制冷技术摘要：传统压缩制冷技术广泛应用于各行各业，形成了庞大的产业，但它存在两个明显的缺陷：制冷效率低且氟利昂工质的泄漏会破坏大气臭氧层。
根据蒙特利尔协议到 2000 年将全面禁止氟利昂的生产和使用，使制冷行业面临一场变革。
现在大力研究开发的无氟替代制冷剂，基本上可以克服破坏大气臭氧层的缺陷，但仍保留了制冷效率低、能耗大的缺陷，而且有的还会产生温室效应等，不是根本解决办法。
磁制冷因具有高效节能、无环境污染、运行可靠、尺寸小、重量轻等优点，且完全具有替换气体压缩制冷的可能，引起了广泛的关注。
所谓磁制冷,即指借助磁制冷材料（磁工质）的磁热效应(MagnetocaIoric Effect，MCE），在等温磁化时向外界排放热量，退磁时从外界吸取热量，从而达到制冷目的。
关键词：磁制冷、无污染、高效节能引言：磁制冷技术是一种极具发展潜力的制冷技术。
其具有节能、环保的特点。
作为磁制冷技术的心脏，磁制冷材料的性能直接影响到磁制冷的功率和效率等性能。
根据蒙特利尔协议，到2000年将逐步禁止氟利昂的生产和使用，使氟利昂压缩制冷面临困境。
磁制冷作为一项高新绿色制冷技术，与传统压缩制冷相比具有如下竞争优势：无环境污染：由于工质本身为固体材料以及可用水来作为传热介质，消除了因使用氟利昂、氨及碳氢化合物等制冷剂所带来的破坏臭氧层、有毒、易泄漏、易燃、易爆等损害环境的缺陷；高效节能：磁制冷的效率可达到卡诺循环的30% ~ 60%，而气体压缩制冷一般仅为5 % ~ l0%，节能优势显著；易于小型化：由于磁工质是固体，其熵密度远远大于气体的熵密度，因而易于做到小型化；稳定可靠；由于无需压缩机，运动部件少且转速缓慢可大幅降低振动与噪音，可靠性高，寿命长，便于维修。
1976年美国国家航空航天局的G.V.Brown[2]首次将磁制冷技术应用于室温范围，采用金属Gd作为磁制冷工质，在7T的超导磁场和无热负荷的条件下获得了47K 的温度差。
此后室温下磁制冷材料的开发进入高速发展的阶段。
国内外一系列的研究发现给室温磁制冷技术商业化、产业化带来了希望。
目前不少国家的科研人员在开发室温磁制冷材料方面进行了广泛的研究，并取得了很多有益的成果，可以预期在不久的将来，磁制冷空调、磁制冷冰箱等新型节能环保的制冷设备将在人们的生活中广泛应用。
因此，磁制冷技术和新型室温磁制冷材料的研发成为各国竞相开展的热点领域。
1、磁制冷技术的原理1.1磁热效应磁热效应(MCE)又称磁卡效应，是磁性材料的一种固有特性，在相变温度（包括居里温度和一级相变温度）附近最为显著[3]。
磁热效应是由于未成对电子的自旋运动。
磁性材料内部存在着大量的磁矩，当材料处于在零磁场时，内部磁矩的方向随机分布、杂乱无章，此时磁熵较大；外加磁场后，磁矩趋向于沿磁场方向规则排列，有序度提高，磁熵显著下降，向外界放出热量；在绝热条件下撤去磁场，磁矩重新无序，混乱度增大，对应着较大的磁熵，材料从外界吸收热量，从而实现制冷。
磁制冷技术中的制冷工质是固态的磁性材料，磁制冷就是利用磁热效应，又称磁卡效应(Magneto—Caloric Effect，MCE)的制冷。
磁热效应是指磁制冷工质在等温磁化时向外界放出热量，而绝热去磁时温度降低，从外界吸收热量的现象，这和气体的压缩—膨胀过程中所引起的放热一吸热的现象相似，如图1所示。
图1磁制冷制冷技术磁制冷过程描述：(1)外磁化场作用在磁工质上，工质的磁熵减小，温度上升。
(2)通过热交换介质把磁工质的热量带走。
(3)移出外磁化场，磁工质内自旋系统又变得无序，在退磁过程中消耗内能，使磁工质温度下降。
(4)通过热交换介质磁工质从低温热源吸热，从而实现制冷的目的，如图2所示。
图2磁制冷的实现过程原理图目前常用的磁制冷循环方式主要有卡诺循环，斯特林循环，埃里克森循环和布雷顿循环四种。
四种磁制冷循环的比较如下表1所示。
循环名称特点优点缺点适用场合卡诺循环由两个等温过程和两个绝热过程组成无蓄冷级、结构简单、可靠性高、效率高温度跨度小，需较高外场，存在晶格熵限制，外磁场操作比较复杂顺磁磁工质，结构简单，制冷温度在20 K以下场合斯特林循环由两个等温过程和两个等磁矩过程成需蓄冷器可得到中等温跨要求:B/T为常数,外磁场操作复杂(需计算机控制)制冷温区在20 K以上埃里克森循环由两个等温过程与两个等磁化场过程组成需蓄冷器可得到大温跨外磁场操作简单可使用各种外场蓄冷器传热性能要求很高，结构相对复杂，效率低于卡诺循环，需外部热交换器，且与外部热交换间的热接触要求高，操作复杂。
制冷温度在20 K以场合，20 K以下场合有使用的动向布雷顿循环由两个等磁化场过程与两个绝热过程可得到最大温跨，可使用不蓄冷器中传热性能要求高，需外部热交换器制冷温区在20 K以上组成同大小的场强在4种磁制冷循环中，以磁卡诺循环和磁埃里克森循环研究得最为成熟和应用最多。
当温度很低时，晶格熵可忽略，卡诺循环完全适用。
2磁性材料的选择磁致冷材料根据应用温度范围可大体分为三个温区，即极低温温区(20 K以下)、低温温区(20~77 K)及高温温区(77 K以上)。
随着纳米技术的发展，磁制冷材料纳米化在各国也取得了一定的进展。
磁性物质分为晶格体系、自旋电子体系和传导电子体系，晶格熵、磁熵和电子熵三者则构成了磁性物质的总熵。
在制冷循环中，系统的冷却能力完全取决于磁熵的变化，而与晶格熵和电子熵无关。
在温度远低于室温的情况下，磁熵的变化即为系统的总熵变（晶格熵很小，忽略不计）。
但在室温区附近，由于晶格热振动剧烈导致晶格体系需要用系统的部分冷却量来冷却，此时晶格熵使得磁熵系统的冷却能力有所降低。
因此磁熵大、晶格熵和电子熵小是选择室温磁制冷材料时的主要原则，兼顾其实用性，这通常要根据以下几点来判断：(1)为了获得大的磁熵变，根据Maxwell方程，应选择朗德因子gJ、全角动量J大的磁性材料；(2)选用发生一级磁性转变(即磁性变化与晶体结构转变相耦合)的材料，相变前后两相的磁性差异较大，可以得到较大的磁熵变化；(3)较高的德拜温度，以尽量减小晶格熵和电子熵的不利影响；(4)目前磁制冷技术主要采用埃里克森循环方式，这就要求磁工质有尽可能宽的工作温区；(5)由于磁熵变在相变温度附近取得最大值，材料的相变温度应在室温附近；(6)选择低比热、高导热率材料，以保证可以快速地进行热交换将热量传递出去；(7)电阻率高，以减少涡流损耗；(8)性能稳定，成本低，制备工艺简单。
3 室温稀土磁制冷材料研究现状3.1重稀土元素及其合金作为磁制冷技术的心脏，磁制冷工质的性能直接影响到磁制冷的功率与效率等性能，因此各国学者对于磁制冷材料进行了大量的研究工作重稀土元素及其合金具有较大的磁热效应，其中用于室温的最理想金属是Gd，居里温度为293K，恰在室温区间，且具有较大磁热效应，是室温磁制冷材料的典型代表。
Gd的磁卡效应被广泛地研究，已作为磁制冷工质磁卡效应研究的一个对比标准。
Gd的MCE与温度有关，MCE的峰值在居里温度附近。
在居里温度293 K，当外磁场从2 T降到0，Gd 的磁熵变为5.3 J/Kg.K，磁温变为6.8 K。
当外磁场从5 T降到0，Gd的磁熵变为10.8 J/Kg.K，磁温变为12.2 K。
1997年，Ames实验室的Pecharscky和Gschneidner发现了具有巨磁热效应的Gd5(SixGe1-x)4系列合金[i]，合金的居里点可以在30～300K 之间通过改变Si/Ge比而连续调节(Ge越多，Tc越低)，当x = 0.5时，即Gd5Si2Ge2的磁热效应在276K有一极值(一级相变)，磁场在0-5特斯拉(T)变化下，磁熵变的峰值达到18J/(kg·K)，是金属钆的两倍左右。
然而，金属Gd价格昂贵、易被氧化、抗腐蚀性差等缺点限制了其在巨磁热效应材料的广泛应用。
3.2稀土与过渡族金属间化合物稀土元素磁矩都很高，有利于产生大的磁熵变，但居里温度偏低，利用过渡族金属与稀土元素形成化合物，达到居里温度接近室温同时又保持大的磁熵变的特点，有可能取得新的突破。
目前国际上根据磁性产生机理的不同，可将目前几种典型的磁制冷材料分为4类：(1)稀土磁制冷材料，如常见的Gd、Gd5-(SixGe1-x)4、La(FexSi1-x)13等；(2)类钙钛矿型锰氧化物RMnO3(R为稀土)；(3)过渡族金属基材料，如MnFePAs-(Ge，Si)；(4)Heusler型铁磁性材料，如Ni-Mn-X(X=Ga，In，Sn)等。
一般来说，稀土元素具有较大的磁矩，因此稀土及其合金化合物是目前室温磁制冷材料的研究重点。
目前对稀土合金化合物的研究主要集中在：Gd5Si2Ge2系列化合物、La(FeSi)13系列化合物、ReCo2系列化合物和Re2Fe 17系列化合物。
4我国磁制冷机研究进展美国、日本及法国在磁制冷方面的研究居于世界领先地位。
由于磁制冷技术具有广阔的前景，国内多家科研院所先后加大投资力度，在磁制冷材料与样机方面取得了可喜的成果。
南京大学的卢定伟等人采用活性蓄冷器循环方式，利用永磁体提供高达1.7 T 的磁场，磁制冷工质选用金属Gd，质量为112 g，工作间隙为 9mm×18mm×12mm，拥有高温、低温两个热源，每个热源容积大约为30ml，混有软物质的水作为传热介质，气动装置驱动工质往复式进出磁场，每次循环的载冷剂量约为10 ml，运行周期为5 S。
该样机实现了最大8 K的制冷温跨，但是输出功率不足10 W，样机如图3所示。
图3 南京大学的磁制冷机实物图四川大学设计出了永磁旋转式室温磁制冷机[ii]，如图4所示。
工质轮被分为36个部分，各部分之间填充满金属Gd颗粒，粒径约为0.5 mm，总质量1 kg；工质轮的旋转频率在0.1-0.7 Hz之间连续可调；基于Halbach原理装配的磁铁，空隙高度为20 mm，磁通密度为 1.5 T，用水作为传热介质。
该制冷机可达到的最大温差为11.5K。
当频率为0.15 Hz时最大温差为6.7K，获得的最大制冷功率40 W。
图4 四川大学的旋转式磁制冷机5磁制冷样机存在的问题目前研制的磁制冷样机主要存在以下问题：(1)制冷效率和性能系数与温度跨度有关，随着温度跨度的增加，制冷功率和性能系数都呈直线下。
当磁场变化范围为0~5T时，为了得到23K温度跨度，制冷功率由600W降至100W，而性能系数也显著降低。
这一方面说明磁致冷材料Gd的△S -T曲线MCE峰值不够宽，另一方面也说明其MCE不够大。
(2)磁制冷床往复运动的频率或热交换液体的流速显著影响制冷功率。
据估计，当运动频率增加到10HZ时，制冷功率连续增加，但往复式运动的磁制冷机不能够把频率提得很高。