Ni掺杂MnCoGe磁相变材料

磁热容量提升至308 J/kg

通过Ni掺杂调控磁结构耦合，在不牺牲磁热强度下拓宽相变温区，实现制冷与负热膨胀性能协同优化。

Liu, Kang · Wayne D., Hutchison · Campbell, Stewart · Huang, Xiaoming · Zhang, Cuiping · 李国梁 · 缪雪飞 · 钱凤娇 · Wang Jianli · Ren, Qingyong

Advanced Science 2025

具体参数

磁热制冷容量

{'zh': '308', 'en': '308'} J kg-1

负热膨胀系数

{'zh': '-143', 'en': '-143'} ×10-3 K-1

技术优势

相变温区拓宽

通过Ni掺杂引入中间铁磁六方相，使相变由一步变为两步，有效缓解晶格失配，从而拓宽了相变温度区间。

磁热容量提升

在5 T磁场下，制冷容量从213 J/kg提升至308 J/kg，增幅达45%，归因于磁化强度变化的增强。

负热膨胀可调控

通过改变Ni含量，负热膨胀系数可在-375×10⁻³ K⁻¹至-143×10⁻³ K⁻¹之间调控，为精密热管理设计提供灵活性。

应用场景

• 固态制冷：用高制冷容量的磁热材料替代气液压缩，实现节能静音的固态制冷。
• 磁致伸缩与磁性材料：提供磁结构耦合可控的合金体系，用于开发新型磁致伸缩与磁热多功能材料。
• 精密致动器：利用可调的负热膨胀补偿热漂移，提升致动器在温度波动下的定位精度。
• 热管理器件：作为负热膨胀填料调控热膨胀匹配，防止热管理组件因热应力失效。