第四章-稀土磁致冷材料学习资料

1、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

2、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

3、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。磁熵的大小决定于材料的磁化强度M 。对于顺磁材料，其磁熵变化最大值在T=TC 处。对于铁磁

4、材料，由于一般在较高的温度下使用，它的热骚动能增加，削弱了原子磁矩的作用。（3）退磁降温温差 T 退磁降温的温度变化 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。它是标志磁制冷材料制冷能力的最重要的参量，其大小取决于磁场强度M 和磁化强度H。 磁场强度和磁化强度愈高，则材料的温度变化则愈大。4.2 磁制冷热循环一、磁热效应原理磁热效应（Magnetocaloric Effect， MCE） ，是磁制冷得以实现的基础。由磁性粒子构成的固体磁性物质，在受到外磁场的作用被磁化时，系统的磁有序度加强（磁熵减小），对外放出热量；再将其去磁，则磁有序度下降（磁熵增大），又要从外界吸收热

5、量。这种磁性粒子系统在磁场的施加与去除过程中所呈现的热现 象称为磁热效应，如图4-1所示。图4-1磁制冷制冷工作原理磁热效应是所有磁性材料的固有本质。图 4-2给出了绝热退磁原理的曲线 铁磁性材料在磁有序化温度附近的磁热效应。图4-2绝热退磁原理常压下，磁体的嫡 S(T,H)是磁场强度H和绝对温度T的函数，它由磁嫡 Sm(T,H)、晶格嫡Sl(T)和电子嫡Se(T)3个部分组成，即S(T,H)= Sm(T,H)+Sl(T)+Se(T)可以看出，Sm是T和H的函数，而Sl和Se仅是T的函数。因此当外加磁 场发生变化时，只有磁嫡 Sm随之变化，而Sl和Se只随温度的变化而变化，所 以Sl和Se合起

6、来称为温嫡St。于是上式可以改为：S(T,H)= Sm(T,H)+St(T)在绝热过程中，系统嫡变为零，即：AS(T,H)= ASm(T,H)+ASt(T)=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，度量无序度的磁化嫡减少了，即ASm <0,所以A St>0,故工质温度升高；当绝热去磁时，情况刚好相反，使工质温度降低，从而达到制 冷目的。如果绝热去磁引起的吸热过程和绝热磁化引起的放热过程用一个循环连 接起来，通过外加磁场，有意识地控制磁嫡，就可以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。这种制冷方法就是我们所说

7、的磁制 冷。二、磁热效应的热力学描述磁制冷材料的性能主要取决于以下几个参量。(1)磁有序化温度即磁相变点(如居里点 Tc、耐尔点Tn等)磁有序温度是指从高温冷却时，发生诸如顺磁铁磁、顺磁亚铁磁等类型的磁 有序化(相变)的转变温度。(2)不同外加磁场条件下磁有序温度附近的磁热效应磁热效应一般用不同外加磁场条件下的磁有序温度点的等温磁嫡变ASm或在该温度下绝热磁化时材料的绝热温变A Tad来表征。一般对于同一个磁制冷材料而言，外加磁场强度变化越大，磁热效应就越大； 不同磁制冷材料在相同的外加磁场强度变化下，在各自居里点处的 |八$必|或|八 Tad整大，表明该磁制冷材料的磁热效应就越大。当磁性材料

8、在磁场为 H,温度为T的体系中时，其热力学性质可用Gibbs自由能G(M,T)来描述。对体系的Gibbs函数微分可得到 磁嫡S(M ,T)(式 4-1)T H磁化强度M(T,H)-G(式 4-2)H T由方程(7.6)、(7.7)可以得到:（式 4-3）嫡的全微分dSdTH-dHH TCndT 上dHH（式 4-4）其中,Cn（式 4-5）定义为磁比热。考察方程(7，I绝热条件下,dS=0,则dT*dH（式 4-6）II等温条件下，dT=0,（式 4-7）dS I积分得：H M，、 一Sm（T,H） Sm（T,H） Sm（T,H 0）0 dH（式 4-8）T hIII等磁场条件下，dH=0,则

9、 CHdS 皆 dT（式 4-9）通过实当佥测得M（T, H）及Ch（H, T）,根据方程（式4-7）、（式4-8）、（式4-9） 可求解出A Sm、A Tad。3.磁热效应的测试方法磁热效应的测试方法可以归结为两种：直接测量法和间接测量法。直接测量法就是直接测量试样磁化时的绝热温度变化ATad。其原理是：在绝热条件下磁场分别为 Ho和Hi时，测定相应的试样温度 To和Ti,则Ti和To 之差即为磁场变化A H时的绝热温变A Tad。根据所加磁场的特点，直接测量法 又可分为两种方式：（1）静态法一一把试样移入或者移出磁场时测量试样的绝 热温度变化A Tad； （2）动态法一一采用脉冲磁场测量试

10、样的绝热温度变化ATad。间接测量法最主要的两种方法是磁化强度法和比热容测量法。 磁化强度法即 是在测定一系列不同温度下的等温磁化 MH曲线后，利用关系式（式 4-8）计 算求得磁嫡变A Sm,通过零磁场比热容及A Sm可确定A Tad。比热容测量法即为 分别测定零磁场和外加磁场下，从0K到TC+100K温度区间的磁比热-温度曲线， 从计算得到的不同磁场下的嫡-温度曲线可得到A Tad和ASm。直接测量法简单直观，但只能测量绝热温变ATad,同时对测试仪器的绝热性能以及测温仪器本身的精度要求非常高（精度需达到10-6K左右），而且常常因 测试设备本身的原因及磁工质本身A Tad较低而导致较大的

11、误差，因此该方法并 不常用。磁化强度法虽然需要带低温装置可控温、恒温的超导量子磁强计或振动 样品磁强计来测试不同温度下的 MH曲线，但因其可靠性高、可重复性好、 操作简便快捷而被广大研究者采纳。比热容测定法对磁比热计的要求较高，需提 供不同磁场、低温时要求液氯等冷却、高温时需加热装置且在测试过程中对温度 能够程序控制等，但这种方法具有更好的精度。4.3 磁致冷循环磁制冷基本过程是用循环把磁制冷工质的去磁吸热和磁化放热过程连接 起来，从而在一端吸热，在另一端放热。根据采用不同种类的过程连接上述 两个热交换过程，可以定义各种不同的制冷循环。目前，具有较高效率的循 环主要有卡诺循环、斯特林循环、埃里

12、克森循环和布雷顿循环四种。磁卡诺循环包含了 Ac-Be和Cc一De的两个等温过程以及 BeCc, De 一Ac的两个绝热过程，如图4-3所示。在这两个绝热过程中，由于与外部系 统之间没有热量的交换，系统的总嫡保持一定。当磁场使磁嫡改变时，必然导致温度变化。于是在两个等温过程中便可实现放热和吸热，以达到致冷的目 I斯特林循环包含了 As-Bs和Cs-Ds的两个等温过程以及Bs-Cs, Dl As的两个等磁矩过程，如图4-4所示。埃里克森循环包含了 Ae-Be和Ce-De的两个等温过程以及Be-Ce, De 一Ae的两个等磁场过程，如图4-5所示。布雷顿循环包含了 Ab-Bb和Cb-Db的两个等磁

13、场过程以及 Bb-Cb, Db-Ab的两个绝热过程，如图4-6所示。图4-3卡诺循环图4-4斯特林循环H732埃昭克森精阡图4-5埃里克森循环图4-6布雷顿循环当制冷温度较低时（低于1K）,晶格嫡可以忽略不计，卡诺循环是适当的， 当温度升高时（120） K,晶格嫡逐渐增大到可与磁嫡相比拟，状态变化的 有效嫡变小，需加很大外磁场才能有效制冷，当温度高于20K尤其在近室温，晶格嫡非常大，须考虑如何排出品格嫡的问题，卡诺循环已不适应了。原则上卡诺循环可用于制冷温度低于 20K的磁制冷机，而斯特林，布雷顿， 埃里克森循环则为20K300K温度的磁制冷机提供了可行的热力学方式。其 中埃里克森循环由于制冷

14、温度幅度大，可达几十K,是高温下常用的磁制冷循环模式。表4-1概括地给出了 4种磁制冷循环的优缺点及适用场合比较。表4-1四种磁制冷循环的比较优点跳点.适一场一仁途循环无罚冷级、结构 除单，可靠性高、效 率吊M依的度小.禹段岛外场，存 在品格楠限制，外瞪场探件比我n 朵«磁磁L匝，tiKH 单.制冷温山和工脓以卜 场；，刷冷阙网范国小.期髀体地环需替冷器.即得到小等管聆要求工在为常地，外磁场操作生*(商讣谛机控制口制挣津区挖 2«时Lr制冷阻度苻修中.埃里克作循环清营净图.可得 到大温腾，外磁场援 作简单.根据需暨用 使用各种林场.车器技热性能理承泯高.结 构和时更张.效率

15、觎尸卡徜坏. 需转布地交稳器,a与外辐热交淡 间懒植触取操”,虻柴制冷品也4： 3疏以I-. 场合门口工以下场介也力使 用的畸向.制冷温度愈用 大*布瑞顿阳坏可将到最大蠹 国.可使用不同大小 的场强著冷暑中相热性能要求高，雷 外部热空横擀.制冷海区在20IC以上4.4 稀土磁制冷材料的主要分类磁制冷材料根据应用温度范围可大体分为三个温区，即低温区(20K以下)、中温区(2077K)及高温区(77K以上)。随着纳米技术的发展，磁制冷材料 纳米化在世界各国也取得一定的进展。下面分别加以介绍。低温区磁制冷材料低温区主要是指20K以下的温度区间，在这个温区内磁制冷材料的研究已 经比较成熟。在该温区中利

16、用磁卡诺循环进行制冷，工作的工质材料处于顺磁状态，研究的材料主要有 Gd3Ga50i2(GGG), Dy3Al50i2(DAG) , Y2(SO4)2, Dy2Ti2O7, Gd2(SO4)3 8H2O, Gd(OH)2, Gd(PO3)3, DyPO4, Er3Ni, ErNi2, DyNi2, HoNi2, Ero.6Dyo.4, Ni2ErAl2 等。4.2K 以下常用 GGG 和 Gd2(SO4)3 - 8H2O 等材料生产 液氮流，而4.2K20K则常用GGG, DAG进行氮液化前级制冷。综合来看，ig温区仍以GGG, DAG占主导地位，GGG适于1.5K以下，特 别是10K以下优于

17、DAG。在10K以上，特别是在15K以上，DAG明显优于 GGG。另外，Shull等研究表明 Gd3Ga5-xFe(O12(GGIG)(x=2.5)具有超顺磁性，在 较低磁场下就能达到饱和，对于采用低场实现20K以下温区的磁制冷具有重要作用。(2)中温区磁制冷材料中温区主要是指20K77K温度区间，是液化氢、氮的重要温区。在该温区， 集中研究了 REAl2,RENi2型材料及一些重稀土元素单晶多晶材料。 此外，REAl2 型材料复合化研究获得了较宽的店里温度，如Zimn等人研制了一种 (Dy1-xErx)Al2复合材料，该材料磁矩大，居里温度宽。表 4-2列出了一些该温区 的磁制冷材料的店里温

18、度及在该温度一定外场H下的磁热效应。表4-2 20-77K温区磁制冷材料制冷材料居里温度女举外加悔场 变化丁兀附近磁珈变R附近绝温度AjK(G4MBEigjNiAJ21515.2J/(kg * K) 3.(TJ.'m<5L * K)235健K)7.54l6J|ihoI * R ' K)11(G g o&hj 州iAl25513(kg *时(G小止珀4NN2B5117J/(kB , K) 34J?(mol K)DyAINi2S513,ZJ/(kg -K) 44MmeI* K)(Gdo.iErcj9)Nh2S7.54.SJ/(nwl * R * K)DyAlNiK75

19、 R KtfG如i A1295!2.2J/(kg * K.)GdNiAlB孕5!0.5J0tg-K)工&AmolK)(GdujErtHfiJAlNi3015 R* K)(小讣品更为mi) Ab31.67.56.4J.(mol R K)1041)(Crdo、再Al325117Mkg* Kj 2* K)(Ry 帆涵 M1Mh3252tU. (kg K) K)TbNi2377.53.55J/(mol * R - K)(kiPd3B153.4J (inn 1 R KJ9.B5(Dy(ksEr(3)AI33R.27.56.7J (irwl ' R , K)10率( NoJ#Tg/鼻 44

20、0»7.5* R * K)Q.54(亚正由匐47.57.54川mcl * R,KJ(DynRsEnA*55.77.54.0J.|mpl R * K)9.5RDy Al：632(5)3.7(7)Dy Al 2263.97.53 叫 mol R- K)948(3)高温区磁制冷材料高温区主要是指77K以上的温度区间，在该温区，特别是室温温区，因传 统气体压缩制冷的局限日益凸显，而磁制冷技术刚好能克服这两个缺陷， 因此受 到极大的关注。由于该温区内温度高，晶格嫡增大，顺磁工质已经不适用了，需 要用铁磁工质。过去二十年研究的磁制冷工质包括重稀土及合金、稀土 -过渡金 属化合物、过渡金属及合金、

21、钙钛矿化合物，下面我们分别进行叙述。重稀土及其合金重稀土元素具有很大的磁矩，所以重稀土及其合金都具有较大的磁热效应。Gd的店里温度是293K,接近室温，所以Gd及其合金受到很大的关注。Gd的 磁热效应被广泛地研究，已作为磁制冷工质磁热效应研究的一个对比标准。Gd的磁热效应与温度有关，MCE的峰值在居里温度附近。在店里温度 293K,当 外磁场从2T降到0, Gd的磁嫡变为5.3J/kg K,磁温变为6.8K。当外磁场从5T 降到0, Gd的磁嫡变为10.8J/kgK,磁温变为12.2K。图4-3给出了 Gd和 Gd5Si4-xG8系列材料的磁嫡变与温度的关系。表 4-3示出Tb, Dy, Ho

22、, Er的磁 嫡变和磁温变与居里温度。各元素的 MCE峰值都出现在各自的店里温度上。表 4-3还列出了重稀土合金的 MCE。图4-3 Gd和Gd5Si4-xGe4系列材料的磁嫡变与温度的关系表4-3 77K以上温区重稀土及其合金磁制冷材料碘M冷材料A.iK.'AS或5北町出制冷M料TMMD % 或 37KK)25269.2KDy1792工7KGdu/lTl'N27068.7KTb2316I0.5KGdgDyi Ali2<W2IRkW - KHo132A4.6K2655H.5J/kg KEr3532KlitL.dThio272121.5kJ/KTm5S6I.5K<id

23、Er275124K1177655KtkUlo6S7K1299617K2701235KGd2931.54.2KGd独512Kh9.5J/kfi K稀土 -过渡金属化合物在77K300K温区最突出的就是 Gd5Si4-xGex见图4-3 （外加磁场为5T）。从 图4-3中看出，Gd5Si4-xGex系列的MCE的峰值超乎寻常的大，如 GdsSiGes在温 度为148K,外场为5T时磁嫡变峰值为68J/kg - K,差不多是Gd的MCE峰值 的7倍。这系列材料的MCE的峰值是讫今为止发现的材料中较大的一种。从图 4-3中也可看出，虽然这系列材料的 MCE峰值很大，但温区窄，而相应热量的 变化是与MC

24、E的面积成正比例。此外GdSiGe合金的磁嫡变与原料纯度关系密 切，目前尚难用工业纯的原料制备成巨磁嫡变的合金材料，从而影响其实用价值。另外，Gd5Si4-xGex系列用其它元素参杂后仍有大的 MCE峰值，见表4-4。表4-4 77K以上温区重稀土过渡金属化合物磁制冷材料上制冷材料丁掰m)球制冷材料7HQm3成口口c i_ 1JOOs:H- k + KCdAl;165s6. JJ/kg ' KCidcSi1? j.Cic? £最.3005HJ/ks KGdi 厘n.2B53.2K<nkSi3-i<kjrCfl21.300J1 2J K<M!同卜揶1I.3K（

25、迅¥匕小而E1 炮KGdFL扑£1UkJAtt1 *K叫耳匕,32012 r28(55J 7v 妈, KGfLCkj3832fcJ/kg - K276520J KGdvM：27S1小瑞K0dss 91M5询他* K>791Z乃KGdbSitLGeajISC5国3 KGdjgVlL对124KL N 一 1. 4 i、.75565J底 KGdZn300sSK期' KYM广期7142KYFe：500J.7J/kg KTbFe山、2U9K过渡金属及其化合物最有代表性的过渡金属Fe, Co, Ni都有较高的MCE值，但由于居里温度 太高，不能实用。然而 Fe5iRh49

26、合金却是很理想的磁制冷工质，具有很显著的 MCE,它的店里温度为 308K。从图5-4中看出Fe5iRh49在较宽的温区都保持 较高的磁嫡变，这在已研究的材料中是比较少见的。 同时它所需的工作磁场是中 等磁场（12T）,其它材料要达到同样的MCE值需大磁场（57T）。这使Fe5iRh49成为最理想的磁制冷工质。Fe5iRh49之所以具有显著的 MCE,是因为它 在居里温度附近发生一级相变和场致相变。具有一级相变的材料一般都有大的 MCE,而场致相变可拓宽材料的工作温区。但遗憾的是该磁热效应为不可逆， 经过循环后，MCE效应下降，从而难以实用化。表4-4列出了几种77K以上温区过渡金属及其化合物

27、磁制冷材料。温.用h£三-,三宅百.'=期一图4-4 Fe5iRh49磁嫡变和温度的关系表4-5 77K以上温区过渡金属及其化合物磁制冷材料礴制冷材料7HK)HE"早成AITKi礴制疗材科n凶WT|A5AfiK)GriTex轴M21 IKMnAsa”1OJ25K&2602!2 KkJ m K二中U l I刈216kJml * KNi；MnMSnii3052- KFcjSi342212kJn? K】!如 牛g l71x2 r2fi5115J. kg - Kr.qRh 舁3125L OJ/kg - K1_山口/看£瑞处7310工DkJ/m KF<

28、Rtl3J0213K钙钛矿氧化物钙钛矿型化合物是一类神奇而具有多种用途的材料体系，它是十分重要的铁 电压电材料，高温超导材料，光子非线性材料，电流变液材料，庞磁电阻材料以 及催化材料。上世纪90年代在钙钛矿型氧化物中获得了磁嫡变大于金属Gd的结果。从表4-6中看到钙钛矿氧化物掺杂样品的 MCE峰值具有比Gd大的值。通过离子 代换，材料的店里温度可在从低温到高温的相当宽的温区变化，这对高宽温磁制冷工质是十分必要的条件，从而可以组合不同居里温度的复合材料以满足磁埃里 克森循环所需的磁嫡变-温度曲线。钮钙钛矿氧化物是通过超交换作用耦合而呈 现铁磁性，具铁磁性并不强，但为什么有较大的 MCE呢？研究结

29、果表明，此类 化合物中磁性与品格存在强耦合，外磁场可以导致结构相变，而结构相变引起居 里温度附近磁化强度变化加强，从而M-T曲线在居里温度附近非常陡峭，即而 很大，所以A S很大，因此在该温区内磁热效应显著。与金属及合金工质材料相比，钙钛矿化合物具有化学稳定性高，电阻率高， 涡流效应小，价格低等优点，但磁嫡变低于 GdSiGe系列材料。表4-6 77K以上温区钙钛矿氧化物磁制冷材料岭刈冷村HMT)A 5UM - Kj摄耦冷材料W0AS出七溪必|«T1就口比嵋马家口 632?1.5侬0里La<i1301.5LkkJsCr 小八20.11Li0 就修 ,C 版 uMnlh1751.

30、55d26732.R3La用内耳2(旧如植力尊，L?2.(47I.f盯在高温区磁制冷工质的磁嫡变在店里点附近出现一个峰值，而由埃里克森循环可知，具有磁嫡变峰值的单一工质是不适合埃里克森循环的，埃里克森循环要求在一个较宽的工作温区内工质的磁嫡变都大致相等。为了制造理想的适合于埃里克森循环的工质，采用把几种居 里点不同的磁制冷材料按一定的比例复合成复合工质，从而使这复合工质在一个较宽温区内磁嫡变大致相等。Smailli研究了 220K290K温区内 Gd,Gd88Dyi2, Gd72Dy28, Gd5iDy49四种铁磁材料按等量比例复合材料的磁热效应， 如图4-5所示。由图4-5可看到复合后的磁嫡

31、曲线比较平滑，适宜于埃里克森循 环制冷。23i) Z4U 2Sl> 164)；7()2«>29 D *口温度g图4-5磁嫡变与温度关系曲线 实线：复合材料虚线：(1) Gd5iDy49 , (2) Gd72Dy28,(3) Gd88Dyi2 (4) Gd(4)纳米磁制冷材料前面所讨论的磁制冷工质材料都是块材，而将纳米技术引入到磁制冷材料的 研究中，发现了一些新的特点：与块材相比，纳米磁制冷材料晶界增加，饱和磁化强度减小，从而磁嫡变 减少；纳米材料的磁嫡变峰值降低，曲线变得更加平坦，使其高嫡变温区宽化， 更适合于磁制冷循环的需要，图 5-6给出了纯Gd金属在不同尺度下的磁嫡

32、变曲 线；材料的纳米化可以使其热容量增加，图给出了普通铜与纳米铜的摩尔热容 与温度的关系曲线，可以发现纳米铜的摩尔热容明显高于普通铜。因此，纳米磁制冷材料较块材更适用于磁制冷。纳米磁制冷材料中较为典型 的有Gd3Ga5Oi2纳米合金、GdSiGe系合金、Gd二元合金和钙钛矿氧化物等。磁 性材料的纳米化也是目前磁制冷材料研究的热点之一。4.5稀土磁制冷的研究进展及应用(1)磁制冷技术研究现状在低温温区(< 20K),由于磁制冷材料的晶格嫡可忽略不计，这方面的研 究到上世纪80年代末已经非常成熟。利用顺磁盐绝热去磁目前已达到 0.1mK, 而利用核去磁制冷方式可获得 2X10-9K的极低温。

33、磁制冷方式，已成为制取极 低温的一个主要方式，是极低温区非常完善的制冷方式。中温温区(2077K)是液氢的重要温区，而绿色能源液氢具有极大的应用前景， 所以该温区的研究已 经比较多。对于高温温区(> 77K),研究的重点在室温温区。在室温范围内，磁制冷 材料的晶格嫡很大，如果不采取措施取出品格嫡，有效嫡变将非常小；另外，在 室温范围内强磁场的设计以及换热性能的加强都是很关键的。总之，室温磁制冷的研究水平还远远低于低温范围的研究。有些还处于实验探索阶段。(2)稀土磁制冷材料的应用随着世界节能和环保的需要，各国对近室温磁制冷的研究有了重大的进展。 这主要表现在：磁制冷原理样机的出现以及它对传统的气体压缩制冷机的挑 战；巨大的磁热材料Gd5(SixG&-x):的发现，它给磁制冷机的应用打开了大门。磁制冷机：磁制冷是使用无害、无环境污染的稀土材料作为制冷工质，若使用磁制冷取 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