高弹热镍锰基合金

室温巨绝热温变

通过第一性原理辅助设计，用镓替代铟并引入晶粒取向，实现室温下大的绝热温度变化，适合作为弹热制冷工质。

Huang, Xiaoming · Zhao, Ying · Yan, Hai Le · Tang, Shuai · Yang, Yiqiao · Jia, Nan · Yang, Bo · Li, Zongbin · Yudong, Zhang · Esling, Claude · Zhao, Xingke · Zuo, Liang

Journal of Materials Science and Technology 2023

参数信息

绝热温度变化

-19 K

比绝热温度变化

67.8 K/GPa

技术优势

成分设计有据可依

建立了基于第一性原理的方法来估算马氏体相变的体积变化率，从而在实验前预测成分对弹热性能的影响，避免了试错。

巨绝热温变

室温下测得-19 K的绝热温变，远超许多现有弹热材料，且比绝热温变高达67.8 K/GPa，制冷效率潜力大。

织构强化性能

通过定向凝固引入强晶体学织构，有效提高了弹热响应，这是实现高性能的关键工艺之一。

磁熵调控

用铜替代锰来降低磁熵变的负贡献，从而进一步提高绝热温变，是优化弹热性能的有效策略。

应用场景

• 固态制冷：作为弹热制冷工质，替代传统气体制冷剂，避免温室效应。
• 磁热材料：利用磁熵调控增强弹热效应，拓展磁热材料在固态制冷中的应用。
• 形状记忆合金：利用马氏体相变实现大的绝热温变，驱动弹热制冷循环。
• 制冷器件：作为核心工质用于弹热制冷器件，实现室温下的高效制冷。