稀土磁制冷材料简介
Gd5Si2Ge2系稀土磁制冷材料的研究简介
科技 嚣向导
２１ 年第２ 期 ０１ ３
Ｇ ５ｉ ｅ系稀土磁制冷材料的研究简介 ｄＳ２ ２ Ｇ
赵 冰 冰 方 之颢 （ 武汉大学物理科 ） ３ ０ ２
【 摘 要】 目 比较 受关注的 Ｇ ｅ 系合金 室温磁制 冷工质的研究进展进行 了介绍 ， 别是 对其磁 制冷性能改进 的复合化和合金化 对 前 ｄｉ ２ ＳＧ 特 的方法进行 了重点介 绍， 并对未来 Ｇ ｓ ２ ｅ 系稀 土磁制 冷材料 的发展进 行 了 望。 ｄｉ ＳＧ 展 【 关键 词】 室温磁 制冷 ； 热效应 ；ｄ ｉ ｅ系合金 ； 究简介 磁 Ｇ ２ ＳＧ 研
磁制冷技术作为一种高效绿色环保 的制冷资 源 ． 吸引了很多材料 工作者 的兴趣 磁热效应是磁制冷实现 的理论基础 ． 磁热效应的好坏 也是判断磁性工质 的重要依据 磁热效应最初是在 １８ ｔ ｚ ８ ０］ 由德 国物 ＇ ￣ 理学家 Ｅ ｉＷａ ｕｇ ｍ ｌ ｒ ｒ 在纯铁 中发现 ｂ 随后经历 了顺磁物质 的超低温制 冷． 近几 十年来关 于磁制冷 的研究热点 已经转 到了高温和室温范 围的 应用 １９ ｔ ９ ７１ 国爱荷华州 立大学 Ａ ｅ 实验 室的 ｖＫＰ ｅ ａ ｋ 和 ２ 年美 ｍｓ ．． ｈｒ ｙ ｅ ｓ ＫＡＧ ｃｎｉ ｅ发表 了 Ｇ ｉ ｅ 系合金 在近室温条件下 的巨磁热 ．．ｓ ｅ ｎｒ ｈ ｄ ｄｓＧ （ 效应 。 特别是 Ｇ ｅ在 ２０ ｄ ｉ ９Ｋ的巨磁热效应 比纯 Ｇ 高 出一倍多 ， ｓＧ ｄ 这 使得它成为室温磁制冷 的重点研究材料 改变 ． 以影 响共价键 的键长和传 导电子数 目． 可 以达到调整居里 温度 的 目的。 以预见到进行元素取代后 ． 可 不仅居里温度发生了改变 ． 磁热 效应发生改变 ． 合金的相结构也会变得更复杂 很多元素取代 Ｇ 元素 ． 能不同程度的提高其 居里温度 ． ｅ 都 特别是 Ｇ ｓ ２ 。 ｂ 合金 ， ｄｉ ＳＧ ｅ 居里温 度达到 了 ２ ９ 但是降低 了最大绝 热温 ９ Ｋ， 变［ ８ １ 同时取代 Ｓ Ｇ 的试验 中． 。在 ｉｅ ／ 发现过渡族金属 中原子序数为偶数 的取 代元 素 Ｎ 、 ｅｃ 使 得合金 有利 于形成 单一 的 Ｇ ￣ ２ｅ 单斜 结 ｉ 、ｒ Ｆ ｄｉ ＳＧ 构 ，而原子序数为奇数的 Ｍ ，ｏ ｎＣ 的取代合金 中则 出现了 Ｇ ｉ ｅ单 ｄ Ｇ 斜和 Ｇ ， ｄｉ ｓ 正交 ２ 晶体结构ｔ 在 Ｆ 分别 替代 ｓ、ｅ 种 ｏ ］ 。 ｅ ｉ 和同时取代 ｓ Ｇ ｉ ／ Ｇ 的试验 中证实 ． Ｓ Ｇ 的 同时取代和对 ｓ 的取代 ． ｅ 对 ｉｅ ／ ｉ 磁热效应 和磁 滞依然很 高 。 但是取 代 Ｇ 。 ｅ 严重抑制 了一级相变 ． 以将 磁滞降低 到 可 接近零 ， 在微观 结构 中有非 晶态区域 ， 混乱 ， 二位 缺陷 ， 晶粒尺寸 等新 的性质 ， 在同时取代 Ｓ Ｇ 的合金 中中出现 了新 的 Ｇ ｉ ｅ 相还有 ｉｅ ／ ｄ（ ， ） ｓＧ 就是 少量的富 ｓ 的灰色 的点 ． ｉ 对这些性质的研究还有待继续［。大量 １ ０ ｌ 实验都证实在对 Ｓ Ｇ 同时取代时 ． ｉ ／ ｅ 会改变合金的微观结构 ． 在多 但是 大程度上改变 了主相的结构 ． 新形成相 的结构 、 磁学性质 和其对整个 合金 的影响都需要 进一步的检测。在抑制磁滞和维持绝热温变之 间 ． 寻找替 代元 素的种类 和量也需要更 多的研 究
磁制冷材料原理
磁制冷材料原理磁制冷是一种新兴的制冷技术，它利用磁场改变材料的磁性来实现制冷目的。
磁制冷材料原理是磁相变效应，也被称为磁热效应。
在这篇文章中，我们将深入探讨磁制冷材料的原理及其应用。
我们来了解一下磁制冷材料的基本原理。
磁制冷材料是一类具有特殊磁性的物质，例如磁性金属合金或铁磁材料。
这些材料在磁场的作用下，会发生磁相变。
具体来说，当磁场施加在材料上时，材料的磁矩会发生改变，从而导致温度的变化。
这种现象的发生是由磁热效应引起的。
磁热效应是指当磁场改变时，材料的温度也会发生相应的变化。
这主要是因为磁场改变了材料内部的自旋排列状态，从而改变了材料的自由能和熵。
当磁场施加在材料上时，材料的内部自旋排列发生改变，自由能减小，熵也减小。
由于温度是熵和自由能的函数，因此温度也会发生变化。
磁制冷材料原理的具体过程如下：在磁场的作用下，磁制冷材料发生磁相变，从高温相变为低温相，释放热量。
通过改变磁场的强度或方向，将磁制冷材料恢复到高温相，吸收热量。
通过反复改变磁场，可以实现对环境的制冷。
磁制冷技术有许多优点，例如高效能、环保和低噪音等。
相比传统的压缩式制冷技术，磁制冷技术无需使用制冷剂，可以大大减少对环境的污染。
磁制冷设备的运行噪音非常低，可以提供更为舒适的工作环境。
在实际应用中，磁制冷材料主要用于制冷和制热领域。
在制冷方面，磁制冷技术可以用于制造小型制冷设备，如家用制冷柜和便携式冷藏箱。
在制热方面，磁制冷技术可以用于制造电热水器和暖气设备等。
总结回顾一下，磁制冷材料原理是通过磁相变来实现对环境温度的控制。
磁热效应是磁制冷材料原理的基础，当磁场施加在材料上时，温度会发生相应的变化。
磁制冷技术具有高效能、环保和低噪音等优点，在制冷和制热领域有广泛的应用前景。
对于磁制冷材料原理，我的观点和理解是，它是一项非常有潜力的制冷技术。
通过磁相变实现制冷的方法，不仅可以减少对环境的污染，还可以提供更为舒适的工作和生活环境。
随着科技的不断进步和磁制冷材料的不断改进，相信磁制冷技术在未来会有更广泛的应用。
关于稀土永磁材料详细说明
关于稀土永磁材料一、稀土永磁材料简介稀土永磁材料是将钐、钕混合稀土金属与过渡金属(如钴、铁等)组成的合金，用粉末冶金方法压型烧结，经磁场充磁后制得的一种磁性材料。
稀土永磁分钐钴(SMCo)永磁体和钕铁硼(NdFeB)系永磁体，其中SmCo磁体的磁能积在15～30MGOe之间，NdFeB系永磁体的磁能积在27～50MGOe之间，被称为“永磁王”，是目前磁性最高的永磁材料。
钐钴永磁体，尽管其磁性能优异，但含有储量稀少的稀土金属钐和稀缺、昂贵的战略金属钴，因此，它的发展受到了很大限制。
我国稀土永磁行业的发展始于60年代末，当时的主导产品是钐-钴永磁，目前钐-钴永磁体世界销售量为630吨，我国为90.5吨(包括SmCo磁粉)，主要用于军工技术。
随着计算机、通讯等产业的发展，稀土永磁特别是NdFeB永磁产业得到了飞速发展。
稀土永磁材料是现在已知的综合性能最高的一种永磁材料，它比十九世纪使用的磁钢的磁性能高100多倍，比铁氧体、铝镍钴性能优越得多，比昂贵的铂钴合金的磁性能还高一倍。
由于稀土永磁材料的使用，不仅促进了永磁器件向小型化发展，提高了产品的性能，而且促使某些特殊器件的产生，所以稀土永磁材料一出现，立即引起各国的极大重视，发展极为迅速。
我国研制生产的各种稀土永磁材料的性能已接近或达到国际先进水平。
现在稀土永磁材料已成为电子技术通讯中的重要材料，用在人造卫星，雷达等方面的行波管、环行器中以及微型电机、微型录音机、航空仪器、电子手表、地震仪和其它一些电子仪器上。
目前稀土永磁应用已渗透到汽车、家用电器、电子仪表、核磁共振成像仪、音响设备、微特电机、移动电话等方面。
在医疗方面，运用稀土永磁材料进行“磁穴疗法”，使得疗效大为提高，从而促进了“磁穴疗法”的迅速推广。
在应用稀土的各个领域中，稀土永磁材料是发展速度最快的一个。
它不仅给稀土产业的发展带来巨大的推动力，也对许多相关产业产生相当深远的影响。
二、稀土永磁材料分类1.稀土钴永磁材料，包括稀土钴(1-5型)永磁材料SmCo5和稀土钴(2-17型)永磁材料Sm2Co17两大类。
科技成果——新型稀土磁性蓄冷材料
科技成果——新型稀土磁性蓄冷材料成果简介新型稀土磁性蓄冷材料是一种高熵密度磁性材料（high entropy magnetic materials），高熵密度磁性材料这一概念是磁性材料用于制冷工程时提出的。
它的特点是材料的磁熵发生变化时会出现大的吸热与放热效应，可以应用于制冷技术中。
利用磁性材料在经历磁相变时发生的磁熵变化，可以将高熵密度磁性材料作为磁蓄冷材料（magnetic regenerator material），用于小型回热式低温气体制冷机中。
这种制冷机的制冷温度在4.2K-20K，一般用在高技术领域，例如可用于医用核磁共振成象仪、磁悬浮列车和超导发电机中冷却其大型超导磁铁、用于量子干涉仪（SQUID）、射频天文望远镜的传感器探头和军用红外探测器中以提高其灵敏度，也可以用于低温冷疑高真空泵中等等。
以往这种制冷机中使用的蓄冷材料只有铅。
由于铅的比热容在15K以下急剧下降，使得小型制冷机在10K温度以下制冷效率几乎为零，制冷温度难以低于8K。
要得到低于8K的制冷温度，只得附加效率极低的J-T回路。
为了提高低温制冷机的制冷效率，在过去的几十年中，人们都在努力寻找在20K以下具有高比热容的材料。
具有实用价值的Er-Ni系列磁性蓄冷材料是在90年代初被发现的。
这些材料用于制冷机中后，使制冷机的效率有了突破性提高。
磁性蓄冷材料的最大特点是不需要重新建立一个制冷体系，只要将商品化的气体制冷机中的蓄冷材料换成磁性蓄冷材料，就可大大提高制冷机效果。
因此磁蓄冷材料正在取代原来的蓄冷材料金属铅。
而且由于磁性蓄冷材料的出现，推动了低温制冷机的发展。
现在，不用灌液氦，用制冷机带动的医用核磁共振成象仪和超导磁体已经商品化。
在这些新设备中，都必须使用磁蓄冷材料。
磁性材料以及应用梯队在863和自然科学基金资助下研究磁性蓄冷材料，取得了很好地成果。
现在磁性材料以及应用梯队研制的磁性蓄冷材料用于G-M制冷机可以使其最低制冷温度降至2.9K；使S-V 制冷机的最低制冷温度降至3.5K。
第四章稀土磁致冷材料
第四章稀土磁制冷材料制冷就是使某一空间内物体的温度低于周围环境介质的温度，并维持这一低温的过程。
所谓环境介质通常指自然界的空气和水，为了使某物体或某空间达到并维持所需的低温，就得不断地从它们中间取出热量并转移到环境介质中去，这个不断地从被冷却物体取出热量并转移的过程就是制冷过程。
制冷方法主要有三种：（1）利用气体膨胀产生的冷效应实现制冷。
这是目前广泛采用的制冷方法。
（2）利用物质相变(如融化、液化、升华、磁相变)的吸热效应实现制冷。
（3）利用半导体的温差电效应实现制冷。
目前，传统气体压缩制冷已经广泛应用于各种场合，其技术相当成熟。
但是随着人们对效率和环保的重视，气体压缩制冷的低效率和危害环境这两个缺点变得日益明显。
一是传统的气体压缩制冷效率低，只能达到卡诺循环的5%～10%，且能效比小；二是氟利昂工质易泄漏，破坏臭氧层，造成环境污染。
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。
磁制冷作为一项高效率的绿色制冷技术，而被世人关注。
由于磁制冷工质本身为固体材料以及可用水作为传热介质，消除了气体压缩制冷中因使用氟利昂、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；磁制冷的效率可达到卡诺循环的30%～60%，节能优势显著；此外，与气体压缩制冷相比，磁制冷还具有熵密高、体积小、结构简单、噪音小、寿命长以及便于维修等特点。
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，因而性能优异的磁制冷材料的研究激发了人们极大的兴趣。
当前，磁制冷已在低温区得到广泛的应用。
目前由于氟利昂气体的禁用，温室磁制冷的研究已成为国际前沿研究课题。
4.1 磁制冷基本概念(1) 磁致热效应铁磁体受磁场作用后，在绝热情况下，发生温度上升或下降的现象，称磁致热效应。
(2) 磁熵磁致热效应是自旋熵变化的结果，它是与温度、磁场等因素有关的物理量。
磁制冷材料及其发展前景
磁制冷材料及其发展前景摘要：本文简要介绍了磁制冷的原理、历史,简述了磁热效应的表征,概述了近年来各室温磁制冷材料的研究进展及最新研究成果，展望了室温磁制冷材料的发展趋势。
关键词：磁致冷材料，磁热效应，稀土，发展前景Magnetic refrigeration Materials And It’sDevelopment prospectAbstract:The basic principle and history of magnetocaloric effect (MCE) have been introduced.The metods how to express the MCE have summerized.The development of room temperature magnetic refrigerants has been reviewed and the developmenttrend of magnetic refrigerant has been provided.Key words:Magnetic refrigerant,Magnetocaloric effect change,Rare earth，Development prospect引言磁制冷是指以磁性材料为工质的一种新型的制冷技术,其原理是利用磁制冷材料的磁热效应,即磁制冷材料等温磁化时向外界放出热量,绝热退磁时从外界吸收热量,从而达到制冷的目的。
磁制冷与传统制冷技术相比具有对臭氧层无破坏作用、无温室效应、噪音小、可靠性好、效率高(可达30%～60%)等优点,因而被誉为绿色制冷技术[1]。
1 磁制冷的历史1881年Warburg首先观察到金属铁在外加磁场中的热效应。
1907年，Langevin第一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年Debye，1927年Giuque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。
稀土磁性材料
稀土磁性材料
稀土磁性材料是一类具有特殊磁性能的材料，由稀土元素和过渡金属元素组成。
这类材料因其在磁性、热稳定性和化学稳定性方面的优异性能，被广泛应用于电子、信息、医疗、能源等领域。
本文将对稀土磁性材料的特性、制备方法以及应用进行介绍。
首先，稀土磁性材料具有较高的磁化强度和矫顽力，这使得它们在电磁设备、
磁记录材料等方面有着重要的应用。
与普通磁性材料相比，稀土磁性材料具有更高的矫顽力和磁能积，能够在更小的体积内储存更多的磁能，因此在微型化电子设备中具有重要的作用。
其次，稀土磁性材料的制备方法主要包括物理方法和化学方法。
物理方法包括
溅射法、磁控溅射法、热处理法等，这些方法能够制备出具有高磁化强度和良好热稳定性的稀土磁性材料。
化学方法则包括溶胶-凝胶法、共沉淀法等，这些方法能
够制备出颗粒尺寸均匀、磁性能稳定的稀土磁性材料。
最后，稀土磁性材料在实际应用中具有广泛的用途。
在电子领域，稀土磁性材
料被应用于电磁设备、传感器、磁记录材料等；在信息领域，稀土磁性材料被应用于磁存储材料、磁性传感器等；在医疗领域，稀土磁性材料被应用于磁共振成像、药物输送等；在能源领域，稀土磁性材料被应用于磁性制冷、磁能转换等。
可以看出，稀土磁性材料在各个领域都发挥着重要作用。
综上所述，稀土磁性材料具有独特的磁性能和广泛的应用前景，其制备方法和
应用领域也在不断拓展和深化。
相信随着科学技术的不断发展，稀土磁性材料将会在更多的领域展现出其重要的作用，为人类社会的发展进步做出更大的贡献。
室温磁制冷工质材料
室温磁制冷工质材料摘要 室温磁制冷技术作为一项新兴的、极具发展潜力的高新制冷技术，具有节能、环保的显著有点。
在如今生态环境污染极为严重的形势下，该技术已日益受到人们的重视。
磁制冷技术是以磁制冷材料为工质的一项制冷技术, 其基本原理是借助磁制冷材料的磁热效应, 通过磁化和去磁过程的反复循环而达到制冷目的的。
在不远的将来，磁制冷技术有望取代传统的压缩制冷方式, 用于家用、工业、商业、医疗卫生事业等领域使用的制冷器, 因而室温磁制冷技术有着广泛的经济效益及社会效益。
关键词 磁制冷；磁热效应；居里温度；室温磁制冷材料；磁制冷技术1.磁制冷技术简介1.1 磁热效应磁热效应又称磁卡效应，是磁性材料的一种固有特性，是指由外磁场的变化引起材料的内部磁熵的改变并伴随着材料的吸热和放热。
1881年Warburg 首先发现金属铁在外加磁场中的磁热效应 ）；MCE ic gnetocalor ,(Ma 随后，Debye 和Cisuque 分别解释了磁热效应的本质，并提出在实际应用中利用绝热退磁过程获得超低温；近年来在温室范围利用磁热效应制冷也有了很大的发展。
无论在室温区还是在低温区，磁性材料热效应的大小是决定其制冷能力的关键。
磁热效应是所有磁性材料的固有本质。
如下图1，常压下磁体的熵S(T,H)是磁场强度H 和绝对温度T 的函数，它由磁熵)(T S H 、电子熵)(T S E 和晶格熵)(T S L 三部分组成，即：S(T,H)=S M (T,H)+S L (T)+S E (T) 式(1) 其中，M S 是T 和H 的函数，L S 和E S 都仅是T 的函数，因此只有磁熵M S 可以通过改变外场而加以控制。
图1磁热效应S-T示意图[3](a)无外场时H=0； (b)磁化时H>0； (c)退磁到H=0时图2 磁制冷原理示意图[3]物质由原子构成，原子由电子和原子核构成，电子有自旋磁矩还有轨道磁矩，这使得有些物质的原子或离子带有磁矩。
一种氟桥连稀土分子磁制冷材料及制备方法
一种氟桥连稀土分子磁制冷材料及制备方法嘿，朋友们！今天我要给你们讲讲一种超级酷的氟桥连稀土分子磁制冷材料，这玩意儿就像是磁制冷世界里的超级英雄呢！那这材料怎么制备呀？首先呢，就像是大厨准备食材一样，我们得把稀土元素和氟化物这些“原料宝贝”都找齐。
稀土元素就像是一群神秘的小魔法师，每个都有着独特的魔力。
我们要把这些原料按照精确的比例混合，这比例可不能乱，就像调一杯超级好喝的鸡尾酒，多一滴少一滴味道就全变了。
把它们放在特制的反应容器里，这个容器就像是这些原料的小城堡，让它们在里面开始奇妙的反应之旅。
然后呀，加热这个反应容器，就像是给小城堡里的原料们开一场热辣的派对。
温度要控制得刚刚好，不能太热把它们都烤焦了，也不能太冷让它们没了活力。
这个温度的控制就像走钢丝一样，得小心翼翼。
在反应的过程中，还得不停地搅拌呢，就像在搅和一锅魔法浓汤。
搅拌的速度也有讲究，不能太快像龙卷风把所有东西都搅得晕头转向，也不能太慢像乌龟爬，得恰到好处。
随着反应的进行，氟桥连稀土分子就像一个个小战士开始组队，逐渐形成我们想要的磁制冷材料。
这个过程就像是小乐高积木一块一块地搭起来，最后成为一个超级厉害的模型。
反应完成后，冷却的步骤也很关键。
不能让它们一下子就冷下来，得像给刚跑完马拉松的运动员慢慢降温一样，一步一步来。
接下来，我们还要对得到的材料进行提纯，就像从一堆沙子里挑出金子一样。
把那些杂质都去掉，让我们的磁制冷材料像钻石一样纯净。
然后就是对材料进行检测啦，这个检测就像是给材料做一场全面的身体检查，看看它的磁性是不是够强，就像检查一个超级英雄的超能力是不是达标。
最后，当所有的步骤都完成，我们就得到了这个超级棒的氟桥连稀土分子磁制冷材料啦。
它就像是一颗为磁制冷领域带来无限希望的星星，有着巨大的潜力。
以后在制冷方面，说不定它就能像一阵清凉的魔法风，给我们带来全新的制冷体验呢！。
稀土磁制冷材料的研究现状
稀土磁制冷材料的研究摘要：磁制冷技术是一种很有前景的新型制冷技术。
本文综述了磁性材料的磁热效应概念，并详细介绍了GdSi2Ge2、5La(FeSi)13、RECo2及RE2Fe17等系列化合物稀土磁制冷材料的研究现状，展望了稀土磁制冷材料的发展前景。
关键词：磁热效应稀土磁制冷Research Progress in Rare Earth Magnetic Refrigerant MaterialsAbstract: magnetic refrigeration is a new refrigerant technique. The progress in research on rare earth magnetic refrigerant materials, such as Gd5Si2Ge2, La(FeSi)13, RECo2 and RE2Fe17 series compounds and so on, is reviewed. The development prospect of rare earth magnetic refrigerant materials is outlined．Keywords: magnetocaloric effect, rare earth, magnetic refrigeration1 前言磁制冷是指以磁性材料为工质的一种新型的制冷技术，其原理是利用磁制冷材料的磁热效应(Magnetocaloric effect，MCE)，即磁制冷材料等温磁化时向外界放出热量，绝热退磁时从外界吸收热量，从而达到制冷的目的。
磁制冷与传统制冷技术相比具有如下优点[1]：（1）制冷效率高达传统气体制冷的5～10倍，可以显著节省能源。
（2）固态磁制冷材料的熵密度远大于气体，制冷机体积较小，不需要大幅度的气体压缩运动，运行平稳可靠。
（3）该技术无氟利昂、氨等制冷剂，对臭氧层无破坏作用，无环境污染、无温室效应、噪音小。
一种含稀土氢氧化物的磁制冷材料及制备方法
一种含稀土氢氧化物的磁制冷材料及制备方法说实话一种含稀土氢氧化物的磁制冷材料这事，我一开始也是瞎摸索。
我就知道稀土氢氧化物可能在磁制冷方面有很大潜力，但是怎么把它变成一个靠谱的材料，真是一头雾水。
我最早的想法很简单，就想把稀土元素和氢氧根简单组合在一起，以为这样就能得到理想的材料。
我就找了些常见的稀土化合物，想通过化学方法引入氢氧根。
我试过把稀土盐溶解在水里，然后慢慢加入碱液，想让它们反应生成氢氧化物。
但这个时候就出问题了，反应的速度很难控制，碱液加多了，一下子就生成了很多沉淀，感觉都不是我想要的那种规则的氢氧化物结构了。
我觉得就像是做饭的时候，盐放多了菜就咸得没法吃了，这化学试剂的量控制好难啊。
后来我又想，是不是得在特定的温度条件下进行这个反应才好呢。
于是我做了各种尝试，从低温到高温，你猜怎么着，低温的时候反应特别慢，半天都没什么变化。
高温的时候虽然反应快了，但是又容易产生一些杂质。
就好比你想烤个面包，温度低了发不起来，温度高了表面焦了里面还没熟一样。
再后来我发现，搅拌这个操作也很关键。
我在机械搅拌和磁力搅拌之间换来换去，机械搅拌有时候力度太大了，会破坏正在形成的晶体结构。
磁力搅拌则比较温和，但是搅拌不均匀的时候，就会局部反应过度，其他地方又反应不完全。
我还试过在不同的容器里做反应，玻璃容器、塑料容器，发现一些塑料容器对反应还有干扰呢，具体什么原理我也不是特别确定，反正就是不合适。
玻璃容器相对好些，但是也得保证是高纯度的，要不也容易引入杂质。
在合成这种含稀土氢氧化物的磁制冷材料的时候，真得耐心地调整各种条件。
现在我这个方法也不算完美，但是还算有点成果。
比如说稀土元素的选择很重要，不同的稀土元素和氢氧化物结合可能会在磁性能上有很大差异。
虽然还不敢说哪个稀土元素搭配一定是最好的，但是结合一些文献和我的尝试，好像镧系元素相对比较容易控制反应并且磁性能有一定潜力。
而且反应体系里的溶剂也需要好好挑选，纯度啊，对反应物质的溶解性啊这些都要考虑进去。
新型稀土磁性蓄冷材料
新材料技术转
功能金属材料技术
３ 。
新型稀土磁性蓄冷材料
成果特点 ：
磁性 蓄冷材料 是在 ９ 年代 初被 发现 的 。这 些材料 用于制 冷机 ０ 中后 ，使得 商用 制冷机 的温度Байду номын сангаас可达 ２ ，效率有 了突破 性提 高 （ Ｋ 以
适用范 围：
新 型 稀 土 磁 性 蓄 冷 材 料 已 经 用 于 小 型 回 热 式 低 温 气 体 制 冷 机 产 品 中 。这 种 制 冷 机 的 制冷 温 度 在 ４ ２ ～ ２ Ｋ，一 般 用 于 医用 核 磁 ．Ｋ ０ 共 振 成 象 仪 、 磁 悬 浮 列 车 和 超 导 发 电机 中 冷 却 其 大 型 超 导 磁 铁 、 用 于 量 子干 涉 仪 （ Ｏ Ｉ ） Ｓ Ｕ Ｄ 、射 频 天 文 望 远 镜 的传 感 器 探 头 和 军 用 红外 探测 器 中 以提高 其 灵敏度 ，并 用 于低 温冷 疑 高真 空泵 中等等 。使 用 了这种 新 型 稀 土磁 性 蓄冷 材料 替 代 传 统 蓄 冷 材 料 以后 ， 可 以使 医 用 核 磁 共 振 成 象 仪 等 不 用 灌 注 液 氦 ，每 年 仅 每 台 医 用 核 磁 共 振 成 象 仪就 可 以节 约 １ 万 人 民 币 。 ６
往 这 种 制 冷 机 中 使 用 的 蓄 冷 材 料 只 有 铅 ，但 是 因 为 铅 的 比热 容 在
１Ｋ ５ 以下急剧 下 降，使得小 型制冷机 在 １ Ｋ 度 以下制冷 效率几 乎 ０温 为 零 ，商用 制冷 机 的最 低制 冷温度 在８ 左右 ） 。使用 磁性 蓄冷材 Ｋ 料 的最 大特 点在 于不 需要 重新 建立 一个制冷 体 系 ，只 要将 商 品化
市场前景 、经济效益 ：
稀土磁制冷
•用于冷却核磁共振成像仪、磁悬浮列车、超导发电机中的
大型超导磁场、超导量子干涉仪、射频天文望远镜的传感 器探头和低温冷凝高真空泵等。
• （3）退磁降温温差Δ T
• 退磁降温的温度变化Δ T是指磁性工质在 绝热条件下，经磁化和退磁后，其自身 的温度变化。它是标志磁致冷能力的最 重要的参量。
• 在绝热条件下：
T2 T1
Q是代表制冷循环中冷端和热端之间换 热的量 T1和T2分别为热端和冷端换热器的温度 ΔSm为制冷剂的磁熵变化
•六、稀土磁致冷材料的研究进展 目前磁致冷技术正向超低温和室温制冷 两个全然相反的方向发展。
超低温领域：日本计划用非磁性Y稀释 Gd和Dy，借以获得0.3K的超低温环境。 采用核去磁致冷的工作模式，用PrNi5作制 冷剂，能使温度下降到1.27×10－5K。 室温领域：（氟利昂），居里点是磁热 效应最大的金属Gd、REAl2、RE3Al2、 GdxHo1－xAl2等有望称为室温磁致冷 。
埃里克森循环
•结论：卡诺循环适用于低温区 域。要扩大制冷温度范围，埃 里克森循环比较适宜。
•四、磁致冷材料的特性
磁致冷是利用磁性体的磁矩在无序态（ 磁熵大）和有序态（磁熵小）之间来回变 换的过程中，磁性体放出和吸收热量的冷 却方法。为了达到高效率，磁性体必须具 备以下特性： 1）根据磁场的变化，磁熵变化要大。即 放热－吸热量大，在一个周期内的冷却效 率高。 2）晶格的热振动要小，热量不至于通过 振动消耗掉。
• 2)、20～77K温区的磁致冷材料
20～77K是液化氢、液化氮的重要温区 。主要研究了REAl2，RENi2型材料及一 些重稀土元素单晶、多晶材料。
• 3)、77K以上的磁致冷材料
•4)、近室温的磁致冷材料
稀土磁制冷材料简介
稀土磁制冷材料简介张强-----1080730101摘要:关键字:1 磁制冷技术的发展1918年Weiss和Pieeard发现[1]，在磁场下会引起Ni温度升高，并于1926年发表了关于Ni的磁热效应的研究报告[2]，他们是根据Edison和Tesla的专利[3,4]进行的研究。
1926年荷兰物理学家Debye[5]和美国化学家Giauque[6]分别提出，对顺磁材料进行绝热退磁可以使温度降低至液He温度。
1933年Giauque等人用Y2(SO4)3成功地进行了绝热退磁制冷实验，温度达到3.5K[7]。
随后的两次实验又分别达到0.34和0.25K。
50年代关于绝热去磁的研究已很普遍。
1954年，Herr等人制造出第一台半连续的磁制冷机[8]，1966年荷兰的VanGeuns 研究了顺磁材料磁热效应的应用(1K以下)仁列，提出并分析了磁Stirling循环。
1976年美国NASA的LewiS研究中心的Brown[9]用金属Gd作为磁致冷工质·用超导体提供0-7T的外磁场.成功地获得了室温附近的磁致冷。
这一实验具有重要意义.它揭示了磁致冷在室温下的应用前景。
后来美国LosAlamos的Steyert[11].法国Grenoble的LaeazeL[13]等.日本东京工业大学的桥本[14]和前苏联的Nikitin[15]等，都对磁致冷材料和装置做了许多的研究工作.取得了显著的进展。
2 磁制冷的基本原理磁制冷方式是一种以磁性材料为工质的制冷技术，其基本原理是借助磁制冷材料的可逆磁热效应，又称磁卡效应，即磁制冷材料等温磁化时向外界放出热量，而绝热退磁时温度降低因而可从外界吸取热量，达到制冷目的。
物质由原子构成，原子由屯子和原子核构成，电子有自旋磁矩还有轨道磁矩，这使得有些物质的原子或离子带有磁矩。
顺磁性材料的离子或原子磁矩在无外场时是杂乱无章的，加外磁场后，原子的磁矩沿外场取向排列，使磁矩有序化，从而减少材料的磁嫡，会向外排出热盘，而一旦去掉外磁场，材料系统的磁有序减小，磁嫡增大，因而会从外界吸取热量。
能制冷的神奇磁性材料
撰文/钱苏昕（西安交通大学能源与动力工程学院）能制冷的消失的磁场在介绍磁制冷之前，我们先来了解一下什么是材料的磁性？磁性又是从何而来的？生活中，磁性冰箱贴可以轻易附着于铁质的冰箱上，但无法贴附于铜质的门把手或水龙头。
铁和铜对外加磁场呈现出了完全不同的反应，这种性质被称为磁性。
磁性取决于材料的微观结构。
物质是由原子组成的，而原子包含了带正电荷的原子核和带负电荷的电子，运动的电荷会产生磁场。
在物理学中，我们用磁矩衡量磁场的强度和方向。
在宏观世界里，电动汽车线圈中的电流产生磁矩，驱动转子旋转进而产生动力；在微观世界里，每个原子内部，电子在不同能级轨道的运动会产生轨道磁矩，电子的自旋会产生电子磁矩，原子核内质子的自旋会产生原子核磁矩。
为什么不同的材料会呈现不同的磁性呢？上文提到了每个原子都有自己的磁矩，当每个原子的磁矩有序排列、指向相同时，材料对外就会呈现出宏观的磁场，这种微观结构被称为铁磁相，例如磁铁。
如果把磁铁放到高温环境中，它产生的磁场就会衰退直至完全消失。
这又是为什么呢？我们都知道布朗神奇磁性材料改变磁场就能悄无声息地降低温度？！这不是魔法，而是神奇的磁制冷——利用磁制冷材料（常为稀土金属或其化合物）、磁制冷装置，就能达到高效、环保的制冷效果！原子结构示意图电子质子中子原子核电子自旋产生自旋磁矩，其方向取决于电子自旋的方向2023 6DEC.7运动，它表明了分子存在随机无序的热运动。
微观粒子都存在类似的热运动，温度越高，无序程度越大。
如上图所示，当温度足够高时，电子的无序热运动会使不同原子产生的磁矩方向不再相同，磁矩转变为随机无序排列，于是无法对外产生较强磁场，这种微观结构被称为顺磁相。
只有外界施加足够强度的磁场，才能从顺磁相恢复到铁磁相。
电动汽车线圈中的电流产生磁矩，驱动转子（电机中心旋转的部分就是转子）旋转进而产生动力（绘图/陈禾）居里温度是使磁性状态转变的温度，因纪念法国著名物理学家皮埃尔·居里在1895年对铁磁-顺磁相变温度的研究工作而得名。
钆是一种稀土元素
钆是一种稀土元素
钆是一种稀土元素，源自硅铍钆矿石，价格低廉，质地柔软，延展性良好，在室温下有磁性。
其特性可以用来改善永磁体。
在室温下，钆是顺磁性的，但冷却后会呈现铁磁性。
这种磁性的转变使得钆在某些应用中具有特殊价值。
此外，钆元素在室温下还有很强的磁热效应，其温度会随磁场强度的变化而变化。
这种特性使得钆在磁制冷技术中有潜在的应用价值。
在制冷过程中，由于磁偶极子的取向，磁性材料在一定的外部磁场下会变热。
当磁场移除并绝热时，材料温度降低。
这种磁冷却方式可以迅速降温，且能减少氟利昂等冰箱制冷剂的使用。
目前，人们正在积极开发钆元素及其合金在磁制冷技术中的应用，希望能生产出小型且高效的磁制冷器。
以上信息仅供参考，建议查阅钆铁磁转变的相关论文，以获取更深入的研究内容。
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稀土磁制冷材料简介
张强-----1080730101
摘要:
关键字:
1 磁制冷技术的发展
1918年Weiss和Pieeard发现[1]，在磁场下会引起Ni温度升高，并于1926年发表了关于Ni的磁热效应的研究报告[2]，他们是根据Edison和Tesla的专利[3,4]进行的研究。
1926年荷兰物理学家Debye[5]和美国化学家Giauque[6]分别提出，对顺磁材料进行绝热退磁可以使温度降低至液He温度。
1933年Giauque等人用Y2(SO4)3成功地进行了绝热退磁制冷实验，温度达到3.5K[7]。
随后的两次实验又分别达到0.34和0.25K。
50年代关于绝热去磁的研究已很普遍。
1954年，Herr等人制造出第一台半连续的磁制冷机[8]，1966年荷兰的VanGeuns 研究了顺磁材料磁热效应的应用(1K以下)仁列，提出并分析了磁Stirling循环。
1976年美国NASA的LewiS研究中心的Brown[9]用金属Gd作为磁致冷工质·用超导体提供0-7T的外磁场.成功地获得了室温附近的磁致冷。
这一实验具有重要意义.它揭示了磁致冷在室温下的应用前景。
后来美国LosAlamos的Steyert[11].法国Grenoble的LaeazeL[13]等.日本东京工业大学的桥本[14]和前苏联的Nikitin[15]等，都对磁致冷材料和装置做了许多的研究工作.取得了显著的进展。
2 磁制冷的基本原理
磁制冷方式是一种以磁性材料为工质的制冷技术，其基本原理是借助磁制冷材料的可逆磁热效应，又称磁卡效应，即磁制冷材料等温磁化时向外界放出热量，而绝热退磁时温度降低因而可从外界吸取热量，达到制冷目的。
物质由原子构成，原子由屯子和原子核构成，电子有自旋磁矩还有轨道磁矩，这使得有些物质的原子或离子带有磁矩。
顺磁性材料的离子或原子磁矩在无外场时是杂乱无章的，加外磁场后，原子的磁矩沿外场取向排列，使磁矩有序化，从而减少材料的磁嫡，会向外排出热盘，而一旦去掉外磁场，材料系统的磁有序减小，磁嫡增大，因而会从外界吸取热量。
如果把这样两个绝热去磁引起的吸热和绝热磁化引起的放热过程用一个循环连接起来，就可使得磁性材料不断地从一端吸热而在另一端放热，从而达到制冷的目的，这就是顺磁盐材料绝热去磁在低温区获得磁制冷的原理。
在高温区，磁制冷是利用铁磁性材料在居里温度附近等温去磁以获得大的磁嫡变进行制冷的。
我们把磁制冷中这种吸热、放热的磁性材料称磁制冷工质，磁制冷中制冷的效果、效率依赖于磁制冷工质的磁嫡变大小或磁热效应。
磁制冷研究中一个十分关键的问题就是磁制冷工质的研究。
与通常的压缩气体致冷方式相比较，磁制冷使用的是固态工质，它具有较大的嫡密度，使致冷机体积小，只有活赛式压缩机的一半。
磁制冷机是利用磁场变化来取代压力变化，这样整个系统就省去了压缩机、膨胀机等运动机械，因此结构相对简单，振动和噪音也大幅度降低，无污染。
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，功耗低，效率高，可达到气体致冷机的十倍。
由于气体致冷工质使用的氟里昂气体对大气中臭氧层有破坏作用而被国际上禁用，从而更促使磁制冷成为引人瞩目的国际前沿研究课题。
磁制冷总的研究趋
势是低温向高温发展。
3 稀土磁制冷材料的应用
磁致冷材料是用于磁致冷系统的具有磁热效应的物质。
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，达到致冷的目的。
磁致冷材料是指用于磁致冷系统的具有磁热效应的一类材料，磁致冷材料是磁致冷机的核心部分，即一般称谓的制冷剂或制冷工质。
低温超导技术的广泛应用，迫切需要液氦冷却低温超导磁体，但液氦价格昂贵，因而希望有能把液氦气化的氦气再液化的小型高效率制冷机。
如果把以往的气体压缩—膨胀式制冷机小型化，必须把压缩机变小，这样将使制冷效率大大降低。
因此，为了满足液化氦气的需要，人们加速研制低温（4～20K）磁致冷材料和装置，经过多年的努力，目前低温磁致冷技术已达到实用化。
低温磁致冷所使用的磁致冷材料主要是稀土石榴石Gd3Ga5O12(GGG)和Dy3Al5O12(DAG)单晶。
使用GGG或DAG等材料做成的低温磁致冷机属于卡诺磁致冷循环型，起始致冷温度分别为16K和20K。
低温磁致冷装置具有小型化和高效率等独特优点，广泛应用于低温物理、磁共振成像仪、粒子加速器、空间技术、远红外探测及微波接收等领域，某些特殊用途的电子系统在低温环境下，其可靠性和灵敏度能够显著提高。
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存环境，具有显著的环境和社会效益。
1987年80多个国家参加签署的《关于消耗臭氧层物质的蒙特利尔议定书》规定，为了防止生产和使用氟氯碳类化合物造成的大气臭氧层的破坏，到2000年全世界将限制和禁止使用氟里昂制冷剂，我国于1991年6月加入这个国际公约并作出规定，到2010年我国将禁止生产和使用氟里昂等氟氯碳和氢氟氯碳类化合物。
因此，需要加快研究开发无害的新型制冷剂或不使用氟里昂制冷剂的其它类型制冷技术。
迄今，在有关这方面的研究开发中，发现磁致冷是制冷效率高，能量消耗低，无污染的制冷方法之一。
从目前美国室温磁致冷技术研究进展情况看，在3到5年内，室温磁致冷技术有可能在汽车空调系统中得到实际应用之后，并将进一步开发家用空调和电冰箱等磁致冷装置。
磁致冷所用的制冷材料基本都是以稀土金属为主要组元的合金或化合物，尤其是室温磁致冷几乎全是采用稀土金属Gd或Gd基合金。
目前，磁致冷材料、技术和装置的研究开发，美国和日本居领先水平，这些发达国家都把磁致冷技术研究开发列为21世纪的重点攻关项目，投入了大量资金、人力和物力，竞争极为激烈，都想抢先占领这一高新技术领域。
3磁制冷的国内外研究现状。