近年來磁制冷技術發展迅速，研制出了多種磁制冷材料，例如Gd及其合金[1,2]、La(Fe,Si)13基化合物[3~5]、(Mn,Fe)2(P,Si)基化合物[6,7]和反鈣鈦礦化合物[8~10]等
目前磁制冷材料用于基于埃里克森循環(Ericsson cycle)的磁制冷系統時必須滿足一定的條件，在工作溫區磁制冷材料的最大磁熵變值(-?SMmax)須恒定，即磁熵變與溫度((-?SM )-T)的關系曲線在工作溫區呈現“平臺”的形狀[11,12]
一級相變磁制冷材料雖然其磁熵變極值較大但是相變溫區較窄，(-?SM )-T曲線呈“尖峰”狀，不利于應用在埃里克森循環系統中
為了滿足埃里克森循環系統的應用條件，可用兩種方法調控材料的磁卡效應
一種方法是用元素摻雜改變材料的相變類型，移動和擴寬相變溫區[13~15]；另一種方法是把多種具有不同相變溫區的材料進行物理復合，得到“平臺”狀磁熵變-溫度曲線[16,17]
唐永柏等[17]將三種不同居里溫度(TC )的LaFe11.6-Si1.4Hy合金物理復合，在磁場變化為2 T的情況下其(-?SM )-T曲線的半高寬約為48.7 K，得到一種“平臺”狀(-?SM )-T曲線的復合材料
反鈣鈦礦化合物的制備方法簡單，成本低廉且無毒環保，但是還沒有將多種反鈣鈦礦化合物進行物理復合制備寬溫域磁制冷復合材料
Mn基反鈣鈦礦化合物的分子式為Mn3AX，A為金屬元素，X為N或C原子，其空間群為Pm3ˉm，Mn、A和X原子分別占據立方結構的面心、頂角和體心位置
目前已經發現多種體系的Mn基反鈣鈦礦化合物具有較大的磁卡效應，例如Mn3CuN[9,18]，Mn3SnC[8,19]，Mn3GaC[20,21]
但是這些較大磁卡效應的材料都是一級相變材料，相變溫區很窄
王鉑森等[8]報道了Mn3SnC在室溫附近(279 K)具有較大的磁卡效應(在4.8 T外加磁場下，-?SMmax=133 mJ/cm3·K(相當于17 J/kg·K))，但是發生磁卡效應的溫區只有10 K左右，一旦偏離居里溫度其磁熵變值大幅降低直至消失
對Mn3SnC的Mn、Sn位進行了元素摻雜替換，可改善其磁卡效應[22~24]
對Sn位摻Co[24]或Mn[23]低含量摻雜相變溫區的擴寬不明顯且向低溫移動，摻雜含量高時相變溫區大幅度擴寬但是磁熵變值卻大幅度降低
在反鈣鈦礦化合物中
聲明：
“寬溫域Mn基反鈣鈦礦復合磁制冷材料的設計和制備” 該技術專利(論文)所有權利歸屬于技術(論文)所有人。僅供學習研究，如用于商業用途，請聯系該技術所有人。
我是此專利(論文)的發明人(作者)
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編輯：中冶有色網
來源：梁鵬利,閆君,魏詩杰,蔣叢稷,陳云琳
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2025年08月05日 ~ 07日 
