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内蒙古科技大学 本科生毕业论文 题 目：MnAs系列化合物的磁热效应计算 学生姓名： 学 号： 专 业：应用物理学 班 级：2009应用物理 指导教师： 副教授 摘 要 利用attendance being paid on the issues of environment and energy, room temperature magnetic refrigeration has become a potential technology to replace the traditional gaseous compression/expansion refrigeration due to the characteristics of energy saving and environmental protection. In the present work, we first introduce the background, history, application of room temperature magnetic refrigerant, and magnetic refrigeration technology, and the existing problems. Secondly, the fundamental theory related to magnetic refrigeration and magnetocaloric effect, the methods for magnetocaloric effect measurement, magnetic refrigeration cycle, Bean-Rodbell model. The isothermal magnetization curves and the isothermal entropy change curves of the MnAs series of compounds have been calculated using the model, and the results are compared with the experimental data. Keywords: Magnetic refrigeration, Magnetocaloric effect, Isothermal entropy change, Curie temperature. 目 录 摘 要 I Abstract II 目 录 III 第一章 绪论 1 1.1 磁制冷材料研究的背景 1 1.2 磁制冷材料研究的历史 2 1.3磁制冷材料的应用前景 4 1.4室温制冷工质的选取及条件 5 1.5 MnAs系列化合物作为室温磁制冷材料存在的问题 5 1.6本文研究的内 5 第二章 理论基础 7 2.1磁热效应的热力学基础 7 2.2磁制冷的制冷循环 8 2.3 磁热效应的测量方法 10 2.4 Bean－Rodbell 模型 11 第三章 MnAs系列化合物磁性能拟合 14 3.1 MnAs化合物的特点 14 3.2 MnAs化合物的等温磁化曲线 15 3.3 MnAs化合物的等温熵变曲线 17 第四章 结论 20 参考文献 21 致谢 25 绪论 1.1磁制冷是一种绿色的环保新型技术。所谓磁制冷，即指借助磁致冷材料(磁工质)的磁热效应[1] (Magnetocaloric effect,MCE)，在等温磁化时向外界排放热，退磁时从外界吸取热量，从而达到制冷目的。 磁制冷工作原理为[2]磁性物质（磁工质）是由具有磁矩的原子或离子组成的结晶体，自身有一定的热运动或热振动。在没有外加磁场时，磁工质内部磁矩的取向是随意的，此时磁熵较大。当等温磁化时，磁矩将沿外磁场方向排列，使磁熵降低，此时磁工质向外界排出热量；绝热去磁时，由于磁性原子或离子的热运动，磁工质内部的磁矩又趋于无序状态，磁熵增加，此时磁工质从外界吸热，实现制冷的目的。这种对应于磁场增强（减弱）条件下的放（吸）热的物理现象，称为磁热效应 图1 磁冷原理示意图 与传统蒸汽压缩式制冷相比磁制冷采用的是磁性材料作为制冷工制，和目前的气体制冷技术完全不同，它在原理上可以实现理想循环，获得最大可能的效率，而且磁制冷没有环境污染和效应等许多独特的优点 ①磁制冷技术在热效率方面，气体压缩式制冷技术一般仅能达到卡诺循环的 5%10%，而磁制冷技术可达到30%60%，能更有效地利用能量②对环境无污染，绿色环保； ③寿命长，可靠性好； ④用固体材料做工质，结构简单、体积小、重量轻、便于维修。 1.2 磁