锂镍硅合金片片旋转磁热效应
材料科学
2026-02-02 v1 应用物理
摘要
锂-镍-硅基合金是室温磁热材料中最具应用潜力的材料之一，适用于磁制冷。粉末冶金方法已成功生产出用于磁制冷器的亚毫米尺度结构。本文探索了经氢化和烧结处理的 La(Fe,Mn,Si) 0.27 mm 薄片中存在的旋转磁热效应（RMCE）。薄片的高长宽比（约50）导致磁热效应呈各向异性，取决于外部磁场的相对取向；当外部磁场旋转时会出现 RMCE。我们发现，旋转 1 T 磁场可获得最大旋转副熵温度变化（ΔT_{ad}^{rot}）为 1.17 K，旋转 0.6 T 磁场为 1.12 K，仅降低 4% 即可实现 40% 磁场强度的降低。磁力学计算显示，旋转等熵熵变（ΔS_{iso}^{rot}）显著，与 Gd 的常规磁热效应相当，分别达到 1 T 时 3.97 J K^{-1} kg^{-1} 和 0.6 T 时 3.68 J K^{-1} kg^{-1}（降低 7%），凸显 La-Fe-Mn-Si 合金在基于 RMCE 的磁制冷器中具有高度潜力，后者可利用相对较低的外部磁场强度（如 0.6 T）实现。
引用
@article{arxiv.2601.23056,
title = {Rotating Magnetocaloric Effect in Sintered La(Fe,Mn,Si)$_{13}$H$_z$ Plates},
author = {Rafael Almeida and Tomás Ventura and Ricardo Moura Costa Pinto and João Oliveira Silva and Konrad Loewe and Rodrigo Kiefe and João Sequeira Amaral and João Pedro Araújo and João Horta Belo},
journal= {arXiv preprint arXiv:2601.23056},
year = {2026}
}
备注
15 pages, 8 figures. To be submitted for peer review