磁卡效应:所有的冷却过程都是系统有序程度也就是熵的增加或减少的过程。磁性物质的组成分为原子或者是磁矩不为零的磁离子的结晶体,并伴随着热运动或热振动。当无外加磁场时,磁矩在结晶体内的取向是无序状态的的,导致磁矩的熵变大。当外加磁场作用到物质上时,磁矩沿磁场方向取向变得有规则。温度不变的情况下,工质混乱度下降熵,有序度增加,即是熵减小,向外界排热。若磁场强度变弱,磁离子的热运动加剧,磁矩又趋向于无序。相反的,在熵变大以及温度不变的前提下,工质从外界吸热,最终形成制冷的过程,此物理现象即称为磁热效应。其具体过程如下图1.1所示。
图1.1 磁制冷过程示意图
在工业领域以及科学研究中,一般人们把人工制冷分按温度分为低温制冷、中温制冷和高温制冷三种。
低温制冷的温度通常在20 K以下,中温制冷制区域在20 K~ 80 K,高温制冷的温区则在80 K以上。早在上世纪30年代,人们就发现了将顺磁盐类作为磁制冷工质从而成功地得到数量级在mK的极低温。
原理:离子或原子在顺磁材料内,在无外加磁场的情况下,磁矩时是混乱无序的,外加磁场时,磁矩沿着外加磁场有规律的排列,即磁矩混乱度减小,导致材料的磁熵降低,热量就会向外界出,如果没有外加磁场,混乱度则会增加,磁熵相应变大,此时,热量表现为吸收形式。假设使用一个连接将上述两个相反的过程串联在一起,就可以制造出材料系统连续的在一端吸热并且在另一端放热,最终形成制冷的效果 Mn2xCrxSb合金条带的微观结构和变磁性相变(3):http://www.751com.cn/cailiao/lunwen_29874.html