Gas-atomized particles of giant magnetocaloric compound HoB2 for magnetic hydrogen liquefiers
将磁热材料加工成球形是发展高性能磁制冷系统的重要问题之一。在本研究中，我们实现了通过无坩埚气体雾化工艺制备巨磁热化合物HoB 2的球形颗粒，尽管其高熔点为2350 ℃。粒度分布范围为100 - 710微米，中心为212-355微米，最高产率为总熔化电极的14-20wt%，适用于磁制冷系统。大多数所得颗粒大多为球形，在加工过程中没有污染，同时在表面和内部观察到独特的微观结构。在15.5 K下，当磁场变化为5 T时，这些球形粒子表现出明显的磁转变和0.34 J cm^{-3} K^{-1}的巨大磁熵变。高球形度和高磁热性能表明HoB 2气体雾化颗粒具有良好的磁制冷剂的潜力，用于磁制冷机用于氢液化。
2022-04-22 cond-mat.mtrl-sci
Large adiabatic temperature and magnetic entropy changes in EuTiO3
通过测量样品的磁化强度和热容，研究了量子顺电EuTiO_3单晶和多晶样品的磁热效应。在TN = 5.6 K以下，EuTiO 3单晶由于Eu 2+的磁矩而呈现反铁磁有序。该化合物在其Neel温度附近显示出巨大的磁热效应。在TN磁场变化为7 T时，等温磁熵变为49 Jkg-1 K-1，绝热温变为21 K，制冷量为500 Jkg-1。单晶和多晶样品的磁熵变和绝热温度变化值相似。大的磁热效应是由于与Eu 2+离子的局域4f矩相关的自旋熵的抑制。EuTiO_3的巨磁热效应和可忽略的磁滞回线表明，EuTiO_3在20 K以下的磁制冷方面具有潜在的应用前景。
2015-08-17 cond-mat.mtrl-sci
Fracture properties of La(Fe,Mn,Si)13 magnetocaloric materials
La（Fe，Mn，Si）13合金是一类很有前途的磁制冷材料。在器械组装和操作过程中与其结构完整性相关的挑战需要深入了解机械性能。在这里，我们开发了一个工作流程，以定量研究断裂性能的La（Fe，Mn，Si）13板用于磁冷却设备。我们采用显微结构表征，光学检查的缺陷，和四点弯曲测试的样品与已知的缺陷尺寸，以评估其机械性能。我们建立了残余强度曲线，直接将观察到的缺陷与机械强度联系起来。对于所采用的几何形状，氢化La（Fe，Mn，Si）13的估计断裂韧性KC约为4 MPa m^1/2。建立的强度和裂纹长度之间的关系使得能够通过光学显微镜检查缺陷来预测机械性能，因此可以在工业上用于指导板材选择，以保证制冷设备的机械稳定性。
2023-01-27 cond-mat.mtrl-sci
Advanced magnetocaloric microwires: What does the future hold?
本文综述磁热微丝研究进展，指出其高表面积与良好力学响应可提升磁制冷运行效率，介绍层压结构微丝在MEMS/NEMS制冷的应用，同时讨论该领域的挑战与发展方向。
2023-12-14 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Review paper: Magnetocaloric effects in RTX intermetallic compounds (R = Gd~Tm, T = Fe~Cu and Pd, X = Al and Si)
三元金属间化合物RTX（R =稀土，T =过渡金属，X = p-区金属）由于其有趣的物理性质在过去几十年中得到了广泛的研究。近年来，这类化合物的磁热效应，特别是重稀土化合物的磁热效应，因其在低温磁制冷方面的潜在应用而受到广泛关注。本文综述了近年来研究较多的R = Gd~Tm，T = Fe~Cu和Pd的RTSi和RTAl体系的MCE。研究发现，这些RTX化合物具有不同的晶体结构和磁性，从而导致不同的MCE。不仅在典型的铁磁材料中，而且在反铁磁材料中也观察到了大的MCE。详细研究了RTX化合物的磁性能，探讨了RTX化合物中大MCE的物理机制。特别是ErFeSi、HoCuSi、HoCuAl等RTX化合物在低磁场变化下表现出较大的可逆MCE，有望成为低温磁制冷材料。
2015-10-13 cond-mat.mtrl-sci
Tunable spin reorientation transition and magnetocaloric effect in Sm0.7-xLaxSr0.3MnO3 series
我们报告的电阻率，磁和磁热性能在Sm0.7-xLaxSr0.3MnO3系列x= 0，0.1，0.2，0.3，0.4，0.5，0.6，0.65，和0.7。所有化合物在T = Tc处显示出二级顺磁到铁磁转变，通过适当选择掺杂水平（x），T = Tc在83 K和373 K之间的任何地方都是可调的。当x= 0.1时，绝缘铁磁体在低于Tc时转变为铁磁金属，绝缘体-金属转变温度随x的增加而升高。磁化强度（M）表现出作为温度和掺杂水平的函数的有趣行为。除了x= 0.7的化合物外，所有化合物的场冷M（T）在远低于Tc的温度T* 处显示出尖点。当Tc随x的增加而单调增加时，T* 逐渐增加，在x= 0.6时达到最大值（T*= 137 K），此后迅速下降。结果表明，M（T）降低到T* 以下是由于Sm（4f）和Mn（3d）亚晶格之间的亚铁磁相互作用促进了Mn亚晶格的自旋重取向转变.在M（T）中观察到的异常特征对直流电阻率没有影响。从磁化等温线估计磁熵变（Δ Sm）。发现Δ Sm的符号从T* 以上的负值变为T* 以下的正值，表明正常磁热效应和逆磁热效应共存。Δ Sm几乎与组成无关（Δ H = 1特斯拉时，Δ Sm约为1.5 J/Kg K），x = 0.1-0.6时，制冷量在50 - 80 J/kg K之间。居里温度的可调谐性与几乎恒定的Δ Sm值以及高的制冷能力，使这一系列的化合物在很宽的温度范围内的磁制冷…
2012-10-20 cond-mat.mtrl-sci
Fostering Innovation: Streamlining Magnetocaloric Materials Research by Digitalization
本文通过数字化方法优化磁卡伦效应材料的研究流程，利用本体论和自动化工具提升材料合成与评估效率。
2025-11-24 cond-mat.mtrl-sci
Recent progress in exploring magnetocaloric materials
本文综述了磁热材料的最新进展，重点介绍了具有一级磁相变的LaFe13-xSix基合金的大磁熵变，并探讨了掺杂、压力等因素的影响及磁制冷应用前景。
2010-06-17 cond-mat.mtrl-sci
Giant and reversible extrinsic magnetocaloric effects in La0.7Ca0.3MnO3 films due to strain
已经提出了由磁场驱动的大的热变化用于环境友好的节能制冷，但是只有少数遭受磁滞的材料显示这些巨磁热效应。在这里，我们创造了巨大的和可逆的外部磁热效应的铁磁锰氧化物La0.7Ca0.3MnO3的外延膜使用应变介导的反馈从钛酸钡基板附近的一阶结构相变。我们的研究结果应该启发发现的巨磁热效应在广泛的磁性材料，并并行开发的纳米结构的散装样品的实际应用。
2012-09-28 cond-mat.mtrl-sci
Composition dependence of magnetocaloric effect in Sm1-xSrxMnO3 (x = 0.3-0.5)
我们研究了Sm_（1-x）Sr_xMnO_3（x = 0.30-0.5）的磁性和磁热性质。我们报道了一个磁场驱动的第一级变磁转变的顺磁状态在x = 0.4和0.5和第二级转变在x = 0.3。x = 0.4时出现的最高磁熵（-Sm = 6.2 J/kgK，T = 125 K，H = 5 T）与场致生长和顺磁状态下预先存在的铁磁纳米团簇合并引起的变磁转变有关。我们的研究结果表明，锰氧化物与固有的纳米级相分离，可用于磁制冷。
2008-10-23 cond-mat.mtrl-sci
Review of magnetic properties and magnetocaloric effect in the intermetallic compounds of rare earth with low boiling point metal(s)
近二十年来，稀土金属间化合物的磁热效应（MCE）得到了广泛的研究，这不仅是因为稀土金属间化合物在磁制冷方面的潜在应用，也是为了更好地理解材料的基本问题。本文综述了近年来我们在稀土与低沸点金属（Zn、Mg、Cd）二元或三元金属间化合物的磁性和磁膨胀效应方面的研究进展。它们中的一些表现出有前途的MCE性能，这使得它们在低温磁制冷方面也很有吸引力。对这些化合物的磁转变特征、大MCE的来源以及潜在的应用进行了深入的讨论。此外，还对四元稀土镍硼碳化物RENi_2B_2C超导体的磁性能和磁热性能作了简要评述。
2015-12-24 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Phase transformation in steel alloys for magnetocaloric applications; Fe$_{85-x}$Cr$_{15}$Ni$_{x}$ and Fe$_{85-x}$Cr$_{15}$Mn$_{x}$ as prototypes
我们在这里表明，通过与Ni或Mn合金化，可以在常见的钢合金如Fe $_{85}$ Cr $_{15}$中实现结构和磁性相变。预测的相变是从铁磁体心立方（bcc）相到顺磁面心立方（fcc）相。在转变时预测的相对高的$\sim1.4μ_{B}$ /原子的平均磁矩表明不锈钢潜在地可以呈现足够强的磁热效应，以使这些合金成为在室温和室温附近操作的制冷应用的良好候选者。
2012-01-19 cond-mat.mtrl-sci
Frustrated Gd3+ Double Perovskites as High-Performance Magnetocaloric Materials for Sub-100 mK Adiabatic Demagnetization Refrigeration
University of Augsburg（奥格斯堡大学）；University of Leipzig（莱比锡大学）
本研究提出 Gd3+ 双钙钛矿 Ba2GdSbO6 和 Sr2GdSbO6 作为磁热材料，通过受挫几何与交换/偶极相互作用抑制反铁磁有序，实现亚 100 mK 绝热退磁制冷，创下 Gd3+ 磁体最低 ADR 温度纪录。
2026-09-30 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Low temperature thermomagnetic properties of very heavy fermions suitable for adiabatic demagnetization refrigeration
为了改善经典顺磁盐在亚开尔文绝热制冷过程中的性能，对几种新型Yb基金属间化合物的相关热力学参数进行了分析和比较。两个替代的潜在应用被认可，如那些需要固定的温度参考点，以达到应用低强度磁场和那些需要控制的温度依赖性研究的热漂移。不同的热磁熵S（T，B）的轨迹被确定取决于各自的比热行为在很低的温度。为了深入了解用于在相应应用中适当选择合适材料的标准，提出了一些简单的关系以便于比较描述它们的磁热行为，包括这些比较中的参考氮化铈镁（CMN）盐
2018-07-23 cond-mat.mtrl-sci
Giant magnetocaloric effect in Gd2NiMnO6 and Gd2CoMnO6 ferromagnetic insulators
通过磁容量和热容测量研究了双钙钛矿结构Gd_2NiMnO_6（GNMO）和Gd_2CoMnO_6（GCMO）样品的磁热效应。在GNMO（GCMO）中，在~130 K（~112 K）观察到铁磁有序，而在T < 20 K时，Gd交换相互作用似乎占主导地位。在GCMO中，在低于50 K时，观察到3d-4f交换作用引起的反铁磁行为。在低温下，当磁场变化为7 T时，GNMO（GCMO）的最大熵（-ΔSM）和绝热温变分别为35.5 J Kg-1 K-1（~24 J Kg-1 K-1）和10.5 K（6.5 K）.无磁滞和热滞以及它们的绝缘性质使它们在低温磁制冷方面有希望。
2015-08-01 cond-mat.mtrl-sci
Magnetocaloric effect near room temperature in chromium telluride (Cr2Te3)
本研究发现碲化铬（Cr2Te3）在近室温下具有增强的磁卡效应，在0.1 T磁场下磁熵变达2.36 J/kg-K，制冷容量为160 J/kg，并通过DFT计算验证了其磁性与结构相变。
2024-11-17 cond-mat.mtrl-sci
A generalized magnetic refrigeration scheme
我们用蒙特卡罗模拟研究了反铁磁体中的磁热效应，并与铁磁体中的磁热效应进行了比较。在反铁磁体中，当温度固定在Néel温度以下时，磁熵在有限磁场处达到最大值。利用这一事实，我们提出了一个协议，施加磁场，以实现最大效率的磁制冷反铁磁体。特别是，我们发现，在低温下，反铁磁体是更有用的磁制冷比铁磁体。
2014-03-19 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Magnetocaloric particles of the Laves phase compound HoAl2 prepared by electrode induction melting gas atomization
将磁热材料加工成磁制冷剂颗粒是研制高性能磁制冷机的关键。在这里，我们成功地稳定生产磁热颗粒的有前途的材料HoAl 2的一种新设计的方法的基础上电极感应熔化气体雾化过程。颗粒尺寸范围为亚毫米量级，适用于实际制冷系统。具有较少污染的所得颗粒具有良好的形态学、磁性和磁热性质：（i）几乎球形形状，具有很少的内部孔，（ii）在30 K附近的急剧铁磁转变，以及（iii）与本体对应物相当的大磁热效应。这些特征表明HoAl $_{2}$气体雾化颗粒具有用作磁制冷剂的潜力。该方法不仅适用于HoAl 2，也适用于其它高熔点脆性磁热材料，为氢液化磁制冷机的研制提供了条件。
2022-04-25 cond-mat.mtrl-sci
Magnetic properties and magnetocaloric effect of $\mathrm{Tb_2Rh_3Ge}$
本文报道了一种新的多晶化合物$\mathrm{Tb_2Rh_3Ge}$的结构、磁性和磁热效应。本发明化合物以$\mathrm{Mg_2Ni_3Si}$型菱形Laves相（空间群$R\overline{3}m$，hR 18）结晶。通过直流磁化强度测量研究了$\mathrm{Tb_2Rh_3Ge}$的磁性能和磁热效应。磁化强度的温度依赖性表明，该化合物具有铁磁行为，$T_C$ $=$为56 K.磁化强度的场依赖性表明，$\mathrm{Tb_2Rh_3Ge}$是一个软铁磁体。在磁场变化为0-9 T时，得到的等温磁熵变（$ΔS_m$）为12.74 J/kg-K，制冷量（相对功率制冷量）为497（680）J/kg。归一化$ΔS_m$的Arrott图和普适曲线表明该化合物发生了二级铁磁相变
2021-09-20 cond-mat.mtrl-sci
Giant magnetocaloric effect in magnetoelectric Eu1-xBaxTiO3
我们报告的磁熵变（Δ Sm）在磁电Eu 1-xTiO 3（x = 0.1- 0.9）。在x = 0.1的情况下，当电场变化为1（5）T时，-Δ Sm = 11（40）J/kg·K，是所有Eu基氧化物中最大的。Δ Sm来自场诱导的Eu 2+：4f 7局域化时刻的自旋熵的抑制。而-Δ Sm随x的增加而减小，-Δ Sm = 6.58 J/kg。在高自旋稀释组合物x = 0.9中观察到的K大于许多锰氧化物中的K。我们的研究结果表明，这些磁电体是潜在的候选人，低温磁制冷。
2013-11-17 cond-mat.mtrl-sci
Magnetocaloric Effect of Gadolinium at Adiabatic and Quasi-Isothermal Conditions in High Magnetic Fields
磁热制冷只有在准等温条件下，一个循环中从冷端向热端传递大量的热量，才能获得高的制冷功率。提出了一种在准等温条件下直接测量磁热效应材料对块状磁致热块传热的简单实验方法。真空量热计是为同时测量Bitter线圈磁体磁场中绝热条件（deltaT）和准等温条件（deltaQ）下的MCE而设计的。该量热计在纯多晶Gd样品上进行了直接MCE测试。在初始温度为20 ℃、磁场为140 kOe的条件下，获得的最大值分别为Δ T = 17.7 K和Δ Q = 5900 J/kg。
2015-04-17 cond-mat.mtrl-sci
Giant magnetocaloric effect near room temperature in the off-stoichiometric Mn-Co-Ge alloy
本文报道了非化学计量比Mn-Co-Ge合金在室温附近的巨磁热效应。在297 K附近，熵变达到40 J/kg-K，热端温度为302.5 K，冷端温度为293.5 K，制冷量为270 J/kg。我们还提出了一个实验方案，以避免在磁热效应的虚假峰在一个尖锐的第一阶磁结构转变，不限于锰钴锗单独，在过渡期间的亚稳态可能会影响测量的磁化强度，从而估计熵变。在本非化学计量的Mn-Co-Ge合金中估计的熵变可能是在未掺杂的Mn-Co-Ge合金中在室温附近报道的最高值，并且强调了该合金在室温磁制冷技术应用中的潜力。
2016-05-10 cond-mat.mtrl-sci
The magnetocaloric and barocaloric effects in Gd5Si2Ge2 compound
从实验和理论上研究了Gd_5Si_2Ge_2化合物的热效应。一级相变对磁场和压力都很敏感。结果表明，磁场和压力对相变的影响是等效的。理论分析还表明，在一定的居里温度下，无论外加磁场还是压力，总熵变几乎是确定的。在理论分析的基础上，通过实验得到了磁场和静水压力同时作用下的熵变。Gd_5Si_2Ge_2化合物的熵变曲线明显加宽，制冷量从284.7 J/kg提高到447.0 J/kg。此外，在磁制冷技术中所需的磁场可以通过施加静水压力来减小。
2011-10-10 cond-mat.mtrl-sci
The large magnetocaloric effect and refrigerant capacity in nanocrystalline/ amorphous Gd$_3$Ni/Gd$_{65}$Ni$_{35}$ composite microwires
我们报道了一类新型的纳米晶/非晶Gd $_3$ Ni/Gd $_{65}$ Ni $_{35}$复合微丝，它是通过控制凝固直接通过熔体提取产生的。X射线衍射（XRD）和透射电子显微镜（TEM）证实了在这些线的双相纳米晶/非晶结构的形成。磁场和磁热实验表明，当磁场变化为5 T时，在居里温度约为120 K附近，磁熵变（- $Δ$ SM ~9.64 J/kg K）和制冷量（RC ~742.1 J/kg）较大。这些值相对于其散装对应物大约1.5倍，并且优于在液氮温度范围内被考虑用于主动磁制冷的其他候选材料。
2020-07-26 cond-mat.mtrl-sci
Two successive magneto-structural transformations and their relation to enhanced magnetocaloric effect for Ni55.3Mn19.7Ga25 Heusler alloy
本文报道了多晶Ni55.8Mn18.1Ga26.1Heusler合金中两个连续的磁结构转变（MSTs），包括马氏体和中间马氏体转变。得益于中间相提供的额外潜热，该合金具有较大的相变熵变ΔStr，约为28 J/kg K。此外，磁热效应（MCE）也已评估的麦克斯韦关系。在磁场变化为3 T时，Ni55.8Mn18.1Ga26.1合金的制冷量在室温附近可达72 J/kg，明显超过了许多Ni-Mn基Heusler合金的制冷量。增强MCE的机制被认为是负责这些多个转变，这可以在相对较宽的温度区间内维持明显的等温熵变ΔST。
2015-09-24 cond-mat.mtrl-sci
Giant Magnetocaloric Effect in a High-Spin Shastry-Sutherland Dipolar Magnet
Ganjiang Innovation Academy, Chinese Academy of Sciences（中国科学院赣江创新研究院）；University of Science and Technology of China（中国科学技术大学）；High Magnetic Field Laboratory, Chinese Academy of Sciences（中国科学院合肥物质科学研究院高磁场实验室）；Institute of Theoretical Physics, Chinese Academy of Sciences（中国科学院理论物理研究所）；Institute of Physics, Chinese Academy of Sciences（中国科学院物理研究所）；Anhui University（安徽大学）；Beijing Institute of Technology（北京理工大学）
研究发现高自旋Eu2MgSi2O7磁体在低温下表现出巨磁卡效应，其熵变峰值达55.0 J kg-1 K-1，且亚开尔文范围内的持续冷却效应使其成为新型磁制冷材料。
2026-02-09 cond-mat.mtrl-sci
Relation between rare-earth magnetism and the magnetocaloric effect in multiferroic hexagonal manganites
本文通过超过20 T的脉冲磁场直接测量，研究了多铁性六方锰氧化物的磁热效应，发现稀土4f-磁矩与绝热温度变化直接相关，HoMnO3中温度变化达20.1 K，揭示了稀土磁性在低温制冷中的关键作用。
2024-10-11 cond-mat.mtrl-sci
Investigation of Arrott plot and magnetocaloric effect in the complex CaMn7O12 perovskite
详细的磁性研究，包括磁热测量的磁性多铁性四重钙钛矿CaMn_7 O_（12）。根据Arrott图和ΔSM（T）的集体响应，提出了CaMn_7 O_（12）的磁相图。在TN 3 ~20 K，系统发生了从非共线原子力显微镜到共线原子力显微镜的磁转变。在64 K附近的ΔSM（T）和Arrott图中观察到的异常归因于高外场诱导的自旋倾斜，导致磁序变化，从而诱导相变。首次报道了这种材料的磁热效应。等温磁熵变化的峰值为1.3J/K-Kg，在7 T磁场下的制冷量为34.5J/Kg。
2015-12-02 cond-mat.mtrl-sci
Inverse magnetocaloric effect in ferromagnetic Ni-Mn-Sn alloys
顺磁材料的磁热效应（MCE）已被广泛应用于通过等温施加磁场并将其消除来获得非常低的温度。这种效应也可以通过使用最近发现的巨型MCE材料用于室温制冷。在这封信中，我们报告了一个相反的情况下，在镍锰锡合金，即施加一个磁场电磁，而不是删除它，导致样品冷却。已知这发生在一些金属间化合物中，对于这些金属间化合物，当施加场时可以诱导适度的熵增加，从而引起逆磁热效应。然而，一些铁磁Ni-Mn-Sn合金的熵变与巨MCE材料的熵变一样大，但符号相反。巨逆MCE起源于马氏体相变，该相变由于晶格参数的变化而修改磁交换相互作用。
2005-05-26 cond-mat.mtrl-sci
Competing ferromagnetic and antiferromagnetic interactions drive the magnetocaloric tunability in Gd55Co30NixAl15-x microwires
以Gd 55 Co 30 NixAl 15-x（x = 10，5和0）非晶微丝为模型系统，研究了多种磁相互作用对Gd合金微丝系统磁性和磁热行为的影响。我们的研究表明，除了RKKY铁磁（FM）相互作用（Gd-Gd），反铁磁（AFM）相互作用（Gd-Co，Gd-Ni）共存，并有助于系统的磁和磁热响应。Al元素对FM Gd-Gd相互作用的稀释作用是导致居里温度（TC）降低的原因，而饱和磁化强度（MS）的增加则源于AFM Gd-Ni相互作用的降低。一个彻底的分析表明，临界指数的AFM相互作用的存在下，阻碍了系统表现出远距离FM低于TC的顺序。调整这些相互作用，以保持大的制冷剂容量（RC），同时调整TC在很宽的温度范围内，这是理想的主动磁制冷。
2021-04-05 cond-mat.mtrl-sci
Anisotropic magnetocaloric effect in all-ferromagnetic (La0.7Sr0.3MnO3/SrRuO3) superlattices
我们利用La0.7Sr0.3MnO3/SrRuO 3超晶格中的磁层间耦合来实现逆磁熵变和常规磁熵变之间的交叉。我们的数据揭示了由于超晶格的磁各向异性，磁热效应的强各向异性性质。因此，由可用于改变磁结构以及磁各向异性的铁磁材料构建的人造超晶格也可用于调节磁热性质，这可能为磁制冷应用开辟建设性的方法。
2010-08-05 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Magnetocaloric effect of nanostructured La0.6Sr0.4CoO3
Centro Atómico Constituyentes, CNEA（阿根廷原子能委员会 constituent 中心）；Instituto de Nanociencia y Nanotecnología, Centro Atómico Constituyentes, CNEA- CONICET（CNEA-CONICET constituent 中心纳米科学与技术研究所）；CONICET / INTEMIN – SEGEMAR；Instituto de Tecnologías Emergentes y Ciencias Aplicadas (ITECA), CONICET- UNSAM（CONICET-UNSAM 新兴技术与应用科学研究所）
研究了在多孔模板中受限条件下合成的La0.6Sr0.4CoO3纳米结构的磁性和磁卡性能，探讨了模板孔径对饱和磁化、居里温度、最大熵变和相对冷却功率的影响，发现纳米结构提升了这些参数，表明其在磁制冷器件中的应用潜力。
2023-10-09 cond-mat.mtrl-sci
Negative magnetocaloric effect from highly sensitive metamagnetism in CoMnSi_{1-x}Ge_{x}
我们报道了一种新的负磁热效应在CoMnSi_{1-x} Ge_{x}引起的变磁磁弹性转变。该效应与包括室温在内的宽温度范围内的磁制冷有关。此外，我们报告了一个非常高的位移的变磁转变温度与施加磁场。这是由反铁磁和铁磁有序之间的竞争驱动的，这可以很容易地通过施加压力和成分变化来调节。
2006-03-31 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Minimizing hysteresis in martensite phase transforming magnetocaloric Heusler alloys
由于Heusler合金具有马氏体相变的巨大磁热效应，使其成为一种高效的磁制冷材料。然而，磁热冷却循环的不可逆性是实际应用的主要挑战。这种不可逆性与一级马氏体相变时的热滞后直接相关。因此，为了实现可逆性，最小化滞后是必要的。在这里，我们显示了一个大的减少在马氏体转变的热滞后在Ni $_{2}$ Mn $_{1.4}$在$_{0.6}$和Ni $_{1.8}$ Co $_{0.2}$ Mn $_{1.4}$在$_{0.6}$ Heusler合金后，应用静水压力。我们对Ni $_{2}$ Mn $_{1.4}$ In $_{0.6}$的压力依赖性X射线衍射研究表明，随着压力的增加，两个晶相（奥氏体和马氏体）的晶格参数以这样一种方式变化，即它们越来越满足几何相容性（辅因子）条件。这些结果提供了一个机会，以克服滞后问题，因此在Heusler材料的不可逆行为，使用压力作为外部参数。
2018-06-13 cond-mat.mtrl-sci
Insights into the magnetocaloric effect of Gadolinium: A DFT Exploration of Structural, Electronic, and Magnetic Features in Bulk and Film configurations
本研究采用DFT计算探索钆块体与薄膜构型的结构、电子和磁性特性，深入揭示其磁卡效应的物理机制，为磁制冷技术应用提供见解。
2024-02-15 cond-mat.mtrl-sci
Strain energy enhanced room-temperature magnetocaloric effect in second-order magnetic transition materials
针对二阶磁相变材料的室温磁热效应，本文通过高压约束变形引入应变能，使单晶Mn5Ge3在300K下-ΔSM提升60%，并揭示其源于微观应变与晶格变形，为增强磁熵变及开发先进磁热材料提供方法与思路。
2025-02-14 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Fabrication of magnetocaloric La(Fe,Si)$_{13}$ thick films
La（Fe，Si）$_{13}$基化合物被认为是一种非常有前途的磁热材料。许多研究都集中在这种材料的家庭，但只有在散装形式。本文报道了La（Fe，Si）$_{13}$厚膜的制备，包括后退火和非后退火。这些薄膜表现出的磁性和结构性能相媲美的散装材料。我们还观察到铁磁相变具有负的热滞后，这种现象以前在这种材料中没有发现，但它可能有它的起源在应变能水库的可用性，在其他材料的情况下，其中已发现负的热滞后。我们的探索性研究证明了La（Fe，Si）$_{13}$相厚膜的可行性，并激励了该领域的进一步工作，同时表明可以从降低磁体积效应较大的磁热材料的维数中获得额外的观点。
2020-06-02 cond-mat.mtrl-sci
Magnetocaloric materials: the search for new systems
室温下高效固态制冷的前景推动了对磁冷却发动机设计和基于磁性相变的制冷剂的研究。在这个观点阿什比风格的地图磁制冷剂的性能构建，比较流行的材料与来自理想化的一阶过渡模型的限制。这种比较表明了通过在原子、纳米和微米尺度上的结构控制和优化建立新的磁热材料系统的潜力。
2012-09-28 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Free-spin dominated magnetocaloric effect in dense Gd$^{3+}$ double perovskites
具有致密磁晶格的阻挫镧系氧化物由于其大的基态熵和抑制的有序温度而在低温制冷中具有潜在的基本兴趣，但通常受到短程关联的限制。在这里，我们提出的挫折fcc氧化物的例子，Ba $_2$ GdSbO $_6$和Sr $_2$ GdSbO $_6$和新的位置无序类似物Ca $_2$ GdSbO $_6$（[CaGd] $_A$ [CaSb] $_B$ O $_6$），其中磁热效应的影响最小的超交换（$J_1 \sim 10$ mK）。我们报告的晶体结构，使用粉末X射线衍射和体磁性能，通过低场磁化率和等温磁化测量。Gd化合物在2 K下在7 T的磁场中表现出高达-15.8 J/K/mol $_\textrm{Gd}$的磁熵变，与磁制冷中的标准Gd $_3$ Ga $_5$ O $_{12}$的-13.0 J/K/mol $_\textrm{Gd}$的值相比，过量20%。热容量测量表明，Ba $_2$ GdSbO $_6$和Sr $_2$ GdSbO $_6$在0.4 K以下缺乏磁有序，这表明通过液体4-He制度冷却。一个平均场模型是用来阐明的作用，主要是自由自旋行为的磁热性能的这些化合物相比，其他顶级性能的Gd基氧化物。双钙钛矿的化学柔性提高了进一步增强Gd $^{3+}$ fcc晶格中磁热效应的可能性。
2022-03-15 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Direct measurements of the magnetocaloric effect in ribbon samples of Heusler alloys Ni - Mn - M (M = In, Sn)
直接测量的磁热效应在快速淬火薄带的Mn 50 Ni 40 In 10和Ni 50 Mn 37 Sn 13 Heusler合金，在磁制冷技术的潜在应用，样品进行。测量是通过一种精确的方法进行的，该方法是基于测量样品在受到调制磁场的同时温度的振荡幅度。在所研究的成分中，发现了与磁性（顺磁体-铁磁体-反铁磁体）和结构（奥氏体-马氏体）相变相关的正磁热效应和逆磁热效应，在铁磁相变附近还观察到了小值的逆磁热效应。
2010-10-15 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Enhancing Magnetocaloric Material Discovery: A Machine Learning Approach Using an Autogenerated Database by Large Language Models
针对10–100 K磁制冷材料缺口，本文用大语言模型构建6000余条材料数据库，训练成分驱动的磁热性质预测模型，并经从头算自旋动力学验证，发现11种候选材料。
2024-03-05 cond-mat.mtrl-sci
Multi-Functional Properties of Manganese Pnictides: A First-Principles Study on Magneto-Optics and Magnetocaloric Properties
Central University of Tamil Nadu（泰米尔纳德中央大学）；University of Oslo（奥斯陆大学）
本研究通过第一性原理计算分析了Mn基氮化物的磁光和磁卡塞效应性质，揭示了其磁制冷性能和磁光活性的微观机制，并建立了设计新型磁制冷材料的计算框架。
2025-12-20 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Machine Learning Guided Discovery of Gigantic Magnetocaloric Effect in HoB$_{2}$ Near Hydrogen Liquefaction Temperature
National Institute for Materials Science（国立材料科学研究所）；University of Tsukuba（筑波大学）；Fujian Institute of Research on the Structure of Matter, Chinese Academy of Sciences（中国科学院福建物质结构研究所）
磁制冷利用磁热效应，其是在材料中施加和去除磁场时的熵变化，提供了不同于常规气体循环的制冷替代路径。虽然深入的研究已经发现了大量表现出大磁热效应的磁性材料，但大量化合物的这些性质仍然未知。为了在这个未知的空间中探索新的功能材料，机器学习被用作选择能够表现出大磁热效应的材料的指导。通过这种方法，HoB $_{2}$被挑选出来，合成和它的磁热性能进行评估，导致巨大的磁熵变40.1 J kg $^{-1}$ K $^{-1}$（0.35 J cm $^{-3}$ K $^{-1}$）的居里温度为15 K的铁磁二级相变附近的磁场变化为5 T的实验发现。据我们所知，这是迄今为止报道的最高值，接近氢液化温度，因此它是一种非常适合氢液化和低温磁冷却应用的材料。
2020-05-12 cond-mat.mtrl-sci cs.LG physics.comp-ph
Giant Magnetocaloric Effect in Re-entrant Ferromagnet PrMn1.4Fe0.6Ge2
在5 ~ 340 K温度范围内，在9 T磁场下，测量了PrMn_（1.4）Fe_（0.6）Ge_2在TCPr、TNinter和TCinter的三个一级磁相变（FOMT），并研究了这些相变附近的磁热效应（MCE）.与现有的MCE系统相比，两个FOMT在168 K附近从平面反铁磁性（AFl）到c轴铁磁性（Fmc），以及在157 K附近从Fmc态到c轴AFmc态的MCE都具有可接受的值。在25.5 K附近观察到了一个巨磁热效应（GMCE），它与场诱导的从AFmc到Fmc+F（Pr）态的FOMT有关，并有额外的Pr磁贡献.磁场变化为7 T时，MCE值为29.1 J/kg K，与性能最佳的MCE材料的报告值相当，甚至更大。特别是，巨大的MCE值为12.3 J/kg K，从0到1 T的相对较小的磁场变化是非常有益的应用程序，这一点，连同小的磁和热滞后，表明PrMn 1.4Fe 0.6Ge 2可能是一个有前途的候选人磁制冷应用在氢制冷温度范围内。
2008-09-01 cond-mat.mtrl-sci
Giant magnetocaloric effect and hysteresis loss in Mn$_x$Fe$_{2-x}$P$_{0.5}$Si$_{0.5}$ ($x$ = 0.7-1.2) microwires at ambient temperatures
本研究针对室温磁热微丝研发难题，通过熔体提取结合热处理与组分调控，制备出Mn$_x$Fe$_{2-x}$P$_{0.5}$Si$_{0.5}$微丝，实现室温附近可调控巨磁热效应，为新型磁热微丝设计提供新路径。
2023-12-14 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Development of a self-consistent thermodynamically optimized database along with phase transition experiments in Ni-Mn-Ga system for magnetocaloric applications
本研究通过CALPHAD方法优化Ni-Mn-Ga体系子二元系，结合实验差热分析，开发自洽热力学数据库，并计算1073K等温截面，为磁热应用提供相区参考。
2023-09-06 cond-mat.mtrl-sci
Effect of Dy substitution in the giant magnetocaloric properties of HoB$_{2}$
最近，在铁磁材料HoB $_{2}$中，已经报道了在氢的液化温度附近的大量磁热效应。本文研究了Dy取代对Ho $_{1-x}$ Dy $_{x}$ B $_{2}$合金（$\textit{x}$ = 0，0.3，0.5，0.7，1.0）磁热性能的影响。我们发现，随着Dy的取代，居里温度（$\textit{T}$ $_{C}$）逐渐升高，而磁熵变的大小|$Δ\textit{S}_{M}$|在$\textit{T}$ = $\textit{T}_{C}$时，对于5 T的场变化，$^{-1}$从0.35 J cm $^{-3}$ K减小到0.15 J cm。由于在这些合金中存在两个磁转变，尽管在这些合金中的峰值幅度的变化，|$Δ\textit{S}_{M}$|制冷剂制冷量（$\textit{RC}$）和制冷剂制冷功率（$\textit{RCP}$）在整个掺杂范围内几乎保持不变，当磁场变化为5 T时，$\textit{RC}$和$\textit{RCP}$分别为5.5 J cm $^{-3}$和7.0 J cm $^{-3}$。这些结果表明，这一系列合金可能是一个令人兴奋的候选人的磁制冷温度范围内的10-50 K。
2020-05-25 cond-mat.mtrl-sci
Giant magnetocaloric effect driven by indirect exchange in magnetic multilayers
磁性多层膜中的间接交换耦合，也称为Ruderman-Kittel-Kasuya-Yosida（RKKY）相互作用，已知在控制磁化的层间排列方面非常有效。这种耦合通常在多层制造阶段固定，并且不允许器件应用所需的非原位控制。除了取向控制之外，还非常期望控制层内磁化的大小，理想地通过切换相关的RKKY耦合来接通/关断层内磁化。在这里，我们展示了一种磁性多层材料，结合热-以及场控制的RKKY交换，集中在一个稀释的铁磁合金层，并驱动它，虽然它的居里转变。薄铁磁体的这种开/关磁化切换在低场扫描内可重复且完全再现地进行，导致巨磁热效应，在~10 mT的外场下估计等温熵变为-10 mJ/K cm ^3，这大大超过了绝热退磁制冷系统中使用的最佳稀土基材料的性能。
2018-11-13 cond-mat.mtrl-sci
Magnetic and magnetocaloric properties of melt-extracted Mn1.26Fe0.60P0.48Si0.52 microwires
采用熔体萃取法首次制备了Mn 1.26Fe 0.60P 0.48Si 0.52多晶微丝，并对其磁性和磁热性能进行了系统的研究。结构分析表明，所制备的纳米线为Fe 2 P型六方相，成分分布均匀。磁性测量表明，在142 K时，该微线发生了一次弱的一级磁相变。当磁场变化为5 T时，最大磁熵变为4.64Jkg-1 K-1。这些低成本的Mn1.26Fe0.60P0.48Si0.52微丝在液氮温度范围内的主动磁制冷是有前途的。
2021-09-26 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Effect of Fe substitution on magnetocaloric effect in La0.7Sr0.3Mn1-xFexO3 (x = 0 to 0.2)
研究了Fe取代对La_（0.7）Sr_（0.3）Mn_（1-x）Fe_xO_3（x = 0.05，0.07，0.10，0.15和0.20）在较宽温度范围（T = 10-400 K）内磁性能和磁热性能的影响。结果表明，Fe的替代逐渐降低铁磁居里温度（Tc）和饱和磁化强度x = 0.15，但发生了显着的变化x = 0.2。x = 0.2的样品可以被认为是一个相分离的化合物，其中短程有序的铁磁和反铁磁相共存。在H = 5 T时，随着Fe含量的增加，磁熵变（DSm）从343 K（x = 0.05）的4.4 J/KgK减小到105 K（x = 0.2）的1.3 J/KgK。La_（0.7）Sr_（0.3）Mn_（0.93）Fe_（0.07）O_3的磁滞损耗可以忽略不计，室温下的工作温度超过60 K，制冷量为225 J/Kg，磁熵为4 J/kgK，是一种值得关注的室温制冷材料。
2009-09-25 cond-mat.mtrl-sci
Enhanced RCP and large inverse magnetocaloric effect of CoFe$_2$O$_4$ nanoparticles synthesized by auto-combustion method
本文研究溶胶–凝胶自燃烧法制备的 CFO 纳米颗粒，表征其结构与磁性，并通过 Maxwell 方法获得高 RCP 和巨大磁热温变，表明其适用于室温磁制冷与医疗领域。
2023-08-11 cond-mat.mtrl-sci
High-throughput design of all-d-metal Heusler alloys for magnetocaloric applications
本文利用高通量密度泛函理论筛选出686个稳定的全d金属Heusler化合物，发现其普遍具有延展性，并确定49个具有双井能量面及11个具结构相变的候选材料，为磁制冷和形状记忆应用提供了新方案。
2023-06-29 cond-mat.mtrl-sci
Effect of Non-stoichiometry on Magnetocaloric Properties of HoB2 Gas-Atomized Particles
我们通过感应熔化HoB 2-x（x =-0.3，0，0.3和1.0）电极棒制备气体雾化颗粒，并研究非化学计量对相分数、微观结构和物理性能的影响。通过使电极棒的化学计量比向富B（Ho）侧移动，得到的雾化粒子中的HoB 4（Ho）相增加。即使雾化颗粒含有15-20重量百分比（wt.%）的杂质相，其对物理性质的影响是不太严重的：磁熵变的最大值仅减少了10%相比，HoB2.0粒子。我们进一步发现，韧性Ho相的存在，以填补之间的空间的脆性HoB 2相的雾化颗粒，这可能是有益的颗粒的机械性能。我们的研究结果表明，这将是更好地使用Ho丰富的电极棒比化学计量的，以产生更适合的磁制冷系统的磁制冷剂的性能HoB 2-x颗粒。
2022-05-26 cond-mat.mtrl-sci
Magnetocaloric effect and critical behavior near the paramagnetic to ferrimagnetic phase transition temperature in TbCo2-xFex
用直流磁化强度测量方法研究了TbCo_（2-x）Fe_x的磁热效应，在TbCo_（2-x）Fe_x中掺入Fe后，不仅磁转变温度被调至室温，而且磁热效应的工作温度范围从TbCo_（2-x）Fe_（0.1）的50 K提高到95 K。TbCo_（1.9）Fe_（0.1）的最大磁熵变（-ΔSM）为3.7 J kg ~（-1）K ~（-1），磁场变化为5 T时，TbCo_（1.9）Fe_（0.1）的磁熵变（-ΔSM）为3.7 J kg ~（-1）K ~（-1），是一种很有前途的室温磁制冷材料.随温度变化的中子衍射研究表明，结构相变（从立方相到菱面体相，随着温度的降低），这是与磁性相变和这些转变扩大Fe替代。为了研究顺磁到亚铁磁相变的性质，我们进行了临界指数研究。从临界指数的推导值，我们得出结论，TbCo 2属于3D海森堡类与短程相互作用，而Fe替代，它倾向于平均场与长程相互作用。临界指数的推导值代表了ΔSM依赖于场的唯象普适曲线，表明TbCo 2和TbCo 1. 9 Fe 0. 1属于两个不同的普适类。
2011-07-05 cond-mat.mtrl-sci
