技术摘要：
本发明涉及一种锰钴锗基合金室温磁制冷材料及其制备方法，所述室温磁制冷材料的化学通式为Mn1‑xZrxCoGe，式中0.04≤x≤0.06，其制备方法为：将锰片、锆片、钴块、锗块按化学通式中各元素的摩尔比称重，并熔炼成合金锭；将熔炼后的合金锭在真空条件下（真空度≤10‑2Pa  全部
背景技术：
制冷技术在现代社会生活起着举足轻重的作用，从日常生活中所用的家用冰箱、 空调、食品冷藏柜，到工业生产中的气体液化、中央空调等。现在普遍应用的制冷技术是传 统的蒸汽压缩式制冷，该技术广泛使用的氟利昂制冷剂对大气臭氧层有很大的破坏作用。 尽管人们已经开始采用无氟替代制冷剂（如氨、二氧化碳以及其它轻烃的卤代物质），但仍 会排放出大量温室气体，污染环境。传统制冷技术的另一关键问题是制冷效率低、能耗大。 在当今全球气候变暖和能源紧缺的环境下，寻求一种既环保又高效节能的新型制冷技术显 得尤为迫切。 近年来，一种基于磁热效应的新型制冷技术（即磁制冷技术），因其高效环保、符合 低碳经济要求，受到国内外研究学者以及产业界的广泛重视。磁制冷技术依赖于磁性材料 特有的磁热效应，该效应来源于磁性材料中磁矩与晶格之间强烈的耦合作用。当向一个磁 性材料施加一定大小的外加磁场时，其磁矩排列将由无序向有序转变，即磁熵降低。在绝热 条件下，由于该材料的总熵值不变，为了补偿磁熵的降低，其晶格熵会增加，从而导致该材 料温度上升；反过来，如果撤去外加磁场，磁矩会恢复杂乱无章排列，即磁熵上升，在绝热条 件下，晶格熵将会下降，从而导致材料的温度下降。这种由于外加磁场变化而导致材料温度 发生显著变化的现象称之为磁热效应。磁制冷技术的应用，关键在于选择和开发合适的磁 制冷材料。与二级磁相变材料相比，一级磁相变合金（如Gd5(Si,Ge)4,  (Mn,Fe)2(P,As)和La (Fe,Si)13等）由于磁相变伴随着晶体结构相变（即磁-结构耦合相变），其固有的相变潜热带 来了更显著的磁热效应，在室温磁制冷领域极具应用前景。由此可见，在磁性材料中实现 磁-结构的耦合一级磁相变是当前获得优异磁热性能的重要途径。 MnCoGe合金在相变时的巨大晶格体积变化带来的热效应，使其成为室温磁致冷材 料的有力竞争者之一。但MnCoGe合金在430  K左右发生马氏体结构相变，而在323K左右发生 铁磁相变，结构相变温度远离铁磁相变温度使磁-结构相变耦合难以发生。因此，需要提供 一种能够使得MnCoGe合金中原本分离的磁-结构相变发生耦合的方式，从而在该合金体系 获得优异的磁热性能。相关研究表明，通过V、Cu、Zn等3d金属原子替代磁性原子Mn或Co，可 以降低马氏体结构相变温度，使其与铁磁相变温度重合，实现巨磁热效应。但将4d金属原子 Zr引入MnCoGe基合金，实现室温附近磁-结构相变耦合以获得优异磁热性能的室温磁制冷 材料鲜有报道。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种在室温附近实现磁-结构相变耦合并获得优异磁热性 能的MnCoGe基合金室温磁制冷材料及其制备方法。 3 CN 111593249 A 说　明　书 2/3 页 本发明的目的可以通过以下技术方案来实现： 一种锰钴锗基合金室温磁制冷材料，其化学通式为：Mn1-xZrxCoGe，式中  0 .04≤x≤  0.06。 所述锰钴锗基合金室温磁制冷材料通过以Zr原子部分替代Mn原子，可以迅速降低 马氏体结构相变温度，缓慢降低铁磁相变温度。当Zr含量在0.04≤x≤  0.06范围内时，能实 现马氏体结构相变与铁磁相变在室温附近重合，且相转变温区随Zr含量的增加而降低，可 在室温附近调控。在室温附近的磁-结构相变耦合显著提高了磁热效应，与不含Zr的MnCoGe 母合金相比，Mn1-xZrxCoGe在1T和2T磁场变化下的最大熵变提升2倍以上。 所述锰钴锗基合金室温磁制冷材料的制备方法，包括如下步骤： 1)  将锰片、锆片、钴块、锗块按化学通式中各元素的摩尔比称重，并熔炼成合金锭； 2)  将熔炼后的合金锭在真空条件下进行退火处理。 优选地，步骤1) 中的熔炼是通过真空电弧熔炼炉熔炼。 优选地，步骤1) 中的熔炼是通过真空感应熔炼炉熔炼。 优选地，步骤2) 中的真空条件是真空度≤10-2Pa。 优选地，步骤2) 中的退火处理是退火温度为1123~1273K，在该退火温度下保温时 间为75~100小时，保温结束后淬火至室温。 与现有技术相比，本发明具有以下优点： 1）本发明在MnCoGe母合金中利用Zr原子部分替代Mn原子，使马氏体结构相变温度降低 至室温附近，并使磁相变与结构相变耦合，显著提高磁热效应。 2）本发明的合金具有制备方法简单，易于实现，磁制冷性能优异，应用前景广泛等 特点。可应用于家用电器、医疗器械、高能物理，航空航天，精密仪器，石油化工等众多领域。 附图说明 图1为本发明的室温磁制冷材料Mn1-xZrxCoGe  (x=0.04,  0.05,  0.06)  与不含Zr 的原始合金（即x=0）的热分析（DSC）曲线与热磁（M-T）曲线。 图2为本发明的室温磁制冷材料Mn1-xZrxCoGe  (x=0.04,  0.05,  0.06)  与不含Zr 的原始合金（即x=0）的室温X射线衍射（XRD）衍射图。 图3为本发明的室温磁制冷材料Mn1-xZrxCoGe  (x=  0.06)的扫描电镜（SEM）图和能 谱（EDS）图。 图4为本发明的室温磁制冷材料Mn1-xZrxCoGe  (x=0.04,  0.05,  0.06)  与不含Zr 的原始合金（即x=0）在1T和2T磁场变化下的等温熵变曲线（降温过程）。