传统制冷技术由于存在能耗大、效率低、环境污染及噪声污染等问题急需进行变革,磁制冷技术作为一种基于磁热效应的新型制冷技术,可望解决传统制冷技术面临的一系列问题[1]。尤其是20 K以下低温技术作为高精尖科技活动及氢能源产业发展的重要支点,近些年来逐渐引起科研人员的关注。稀土基合金由于磁矩大、磁相变温度低、相变可调性强等原因,在低温磁制冷性能方面展现了极大的优势[2]。温度驱动下的多相变行为是稀土合金的常见表现,而磁相变的具体形式则直接关系到稀土基合金作为磁制冷材料的性能表现。本论文阐述了通过调控有序-有序磁相变温度与有序-无序磁相变温度的相对距离,可以实现对稀土基磁制冷材料的性能优化。随着温度的升高,铒镓化合物依次经历自旋重取向相变和铁磁-顺磁相变。在0-5 T的磁场变化下,铒镓的磁熵变曲线上呈现两个磁熵变峰,但是,其制冷温跨只有30.9 K[3]。为提高制冷温跨,在铒镓中掺入了高自旋的钆元素。结果表明,随着钆含量的增大,有序-无序磁相变温度单调提高但是有序-有序磁相变温度却相对稳定,因而制冷温跨明显增大,同时磁熵变曲线有所降低。这意味着,磁相变温度的间距与磁熵变峰值负相关,而与磁制冷温跨正相关。上述相变协同理论在另一个多相变体系Er1-xHox Ni化合物中得到了进一步的验证。当Ho含量为10%时,有序-有序磁相变与有序-无序磁相变的温度间隔达到最小值2K,此时磁熵变峰值达到最大值34.0 J/kgK,与ErNi相比提高了14.9%(Fig.1),在低温磁制冷材料中表现优异[4]。