摘要：随着制冷与低温工程的发展，人们面临着环境的再次挑战，臭氧层的破坏和温室效应与一些制冷剂的使用和泄露有密切的联系，因此有必要找到一种更有效更环保的制冷方法，所以磁制冷以其自身的特点具有更广阔的应用前景。
引言
臭氧层是指距地球表面10至50公里的大气层中由臭氧构成的气层。臭氧是一种气体，其分子结构为三个氧原子，即O3。臭氧层的主要功能在于吸收来自宇宙的 紫外线，使地球上的万物免受紫外线辐射的危害，所以，臭氧层被称之为地球的保护伞。但如今，臭氧层已被人类严重破坏，本世纪开始人类大量使用高度稳定的合 成化合物，如空调器、冰箱工业、溶剂、航空航天用制冷剂、喷雾剂、清洗剂中含氯氟烃化合的挥发出来，通过复杂的物理化学过程与臭氧发生化学反应而将其摧 毁。
为了防止生产和使用氟氯碳类化合物造成的大气臭氧层的破坏，到2000年全世界将限制和禁止使用氟里昂制冷剂，我国于1991年6月加入这个国际公约并做出规定，到2010年我国将禁止生产和使用氟里昂等氯氟烃和氢氯氟烃类化合物。
因此，需要加快研究开发无害的新型制冷剂或不使用氟里昂制冷剂的其它类型制冷技术。
本世纪二十年代末，科学家发现了磁性物质在磁场作用下温度升高的现象，即磁热效应。随后许多科学家和工程师对具有磁热效应的材料、磁制冷技术及装置进行了大量的研究开发工作。
磁制冷原理及特点[1]
⑴ 磁制冷就是利用磁热效应，又称磁卡效应（Magneto-Caloric Effect ,MCE）的制冷。磁热效应是指磁制冷工质在等温磁化时向外界放出热量，而绝热去磁时温度降低，从外界吸收热量的现象。
例如对于铁磁性材料来说，磁热效应在它的居里温度（磁有序－无序转变的温度）附近最为显著，当作用有外磁场时，该材料的磁熵值降低并放出热量；反之，当去 除外磁场时，材料的磁熵值升高并吸收热量，这和气体的压缩－膨胀过程中所引起的放热－吸热的现象相似。其原理图如图1－1所示
磁热效应热力学基础[2]
顺磁体的物质，磁化强度M是（H/T）的函数，当H/T≤6×105A/（m.K）时，其关系式为：
（1）
式中，Cc称为居里常数，
(m3.k/mol) (2)
有（1-1）得
（3）
这是顺磁态物质的物态方程式，与理想气体状态方程式相似，由热力学定律，对于单位体积磁介质H (4)
比较纯物质的热力学基本方程
（5）
可以看出，对于磁介质 H相当于纯物质的P，µ0M相当于纯物质的V。
常压下磁体的熵S(T,H)是磁场强度H和绝对温度T的函数，所以有：
(6)
以T,H为独立变量，并定义
则有
(7)
图 1－2 磁热效应的表征
对于可逆绝热过程有：dS = 0
由此可以导出：
(8)
在绝热状态下，磁场强度从H1变为H2，磁体的温度变化为：
(9)
在式(9)中T, Cc (T, H)均大于0，
一般来说恒为负值，如图1－2所示：当磁性材料磁化时，dH为正值，△Tad>0,所以系统温度升高；同样，当磁性材料去磁时，dH<0, △Tad>0,所以系统的温度降低。
⑵ 磁制冷是一项绿色环保的制冷技术。与传统制冷相比，磁制冷是采用磁性物质作为制冷工质，对大气臭氧层无破坏作用，