上海交大研究团队揭示反弹热制冷机制并在《Nature-Scientific Reports》上发表

近日，国际著名Nature系列刊物Scientific Reports 8 (2018) 6099，刊登了上海交通大学材料科学与工程学院金学军教授团队肖飞老师在固态弹热制冷领域的最新研究成果。这是金学军教授团队在新型固态弹热材料研究领域又一创新性突破。上海交通大学是本文的第一作者及通讯作者单位。

该合作研究团队通过应力诱发逆马氏体相变，利用高能同步辐射所得结构演化结果对其机制进行深入研究（图1）。通过应力时效得到有取向性的Ti3Ni4析出相，从而形成特定的内应力场，进而有效控制Ti-Ni形状记忆合金的相变路径（图2）。该结构演变伴随反弹热制冷效应现象，可作为固态制冷的关键技术。

图1. Ti-51at%Ni形状记忆合金同步辐射实验结果，母相B2相与马氏体R相随应力演变过程及应力诱发逆马氏体R-B2的过程

图2. Ti-51at%Ni 形状记忆合金反弹热效应发生的理论示意图（白色基体：B2相，椭圆：Ti3Ni4析出相，红色菱形：R相）

固态弹热制冷作为新型制冷技术具有体积小、效能高、无污染等特点备受各国研究者的关注。在美国能源部关于新型制冷技术评估报告中，弹热制冷效应位列17种未来最具潜力的非气-液压缩制冷技术的第一位。

论文第一作者为上海交大材料学院肖飞老师，上海交大材料学院金学军教授、大阪大学福田隆副教授、北京理工大学聂志华为论文共同通讯作者。

近年来，围绕固态弹热制冷材料研制与机制研究，金学军教授团队与多个研究团队合作，分别对具有弱一级相变Fe-Pd形状记忆合金与具有典型一级相变的Ti-Ni、Ni-Fe-Ga-Co形状记忆合金进行了深入研究。肖飞老师以第一作者及通讯作者发表多篇论文，包括4篇Acta Materialia；4篇Scripta Materialia；1篇Applied Physics Letter。

该项研究工作得到了国家自然科学基金（No. 51501113）以及上海市浦江人才计划（No. 15PJ404400）等项目的资助。

论文链接：https://www.nature.com/articles/s41598-018-24411-1

作者：王洪杰

供稿单位：材料科学与工程学院