Định hướng nghiên cứu vật liệu từ nhiệt và công nghệ làm lạnh bằng từ trường ở Trường Đại học Hồng Đức

TẠP CHÍ KHOA HỌC, TRƢỜNG ĐẠI HỌC HỒNG ĐỨC - SỐ 18. 2014 
5 
ĐỊNH HƢỚNG NGHIÊN CỨU VẬT LIỆU TỪ NHIỆT 
VÀ CÔNG NGHỆ LÀM LẠNH BẰNG TỪ TRƢỜNG 
Ở TRƢỜNG ĐẠI HỌC HỒNG ĐỨC 
Nguyễn Mạnh An1 
TÓM TẮT 
Việc ứng dụng vật liệu từ nhiệt trong các máy làm lạnh có ưu điểm là không gây ô 
nhiễm môi trường (như các máy lạnh dùng khí nén), có khả năng nâng cao được hiệu suất 
làm lạnh, giảm thiểu tiếng ồn và các tính năng đặc biệt khác. Vì vậy, việc nghiên cứu các 
ứng dụng của nó có ý nghĩa cực kỳ quan trọng. Trong bài này, chúng tôi nêu tổng quan về 
tình hình nghiên cứu trong, ngoài nước, các hướng nghiên cứu chính về vật liệu từ nhiệt và 
công nghệ làm lạnh bằng từ trường. Đồng thời xác định hướng nghiên cứu tại Đại học 
Hồng Đức trên cơ sở chương trình hợp tác với Viện Khoa học Vật liệu Việt Nam. 
Từ khóa: Vật liệu từ nhiệt, công nghệ làm lạnh 
1. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU TRONG VÀ NGOÀI NƢỚC 
Hiệu ứng từ nhiệt (MagnetoCaloric Effect-MCE) đã và đang đƣợc các nhà khoa học 
quan tâm nghiên cứu bởi khả năng ứng dụng to lớn của chúng trong lĩnh vực làm lạnh bằng 
từ trƣờng. Việc làm lạnh bằng từ trƣờng dựa trên nguyên lý từ trƣờng làm thay đổi entropy 
của vật liệu (hình 1). Do vậy, để hiệu suất làm lạnh bằng phƣơng pháp này lớn thì hiệu ứng 
từ nhiệt của vật liệu càng phải lớn (có biến thiên entropy từ SM và thay đổi nhiệt độ đoạn 
nhiệt Tad lớn). 
Hình 1. Giản đồ mô tả chu trình làm lạnh bằng từ trƣờng và bằng khí [1] 
1
TẠP CHÍ KHOA HỌC, TRƢỜNG ĐẠI HỌC HỒNG ĐỨC - SỐ 18. 2014 
6 
Việc ứng dụng vật liệu từ nhiệt trong các máy làm lạnh có ƣu điểm là không gây ra 
ô nhiễm môi trƣờng nhƣ các máy làm lạnh dùng khí nén, có khả năng nâng cao đƣợc hiệu 
suất làm lạnh (tiết kiệm đƣợc năng lƣợng), có thể thiết kế nhỏ gọn, không gây tiếng ồn và 
có thể dùng trong một số ứng dụng đặc biệt. 
Hiệu ứng từ nhiệt đã đƣợc phát hiện từ khá lâu (1881) và đã đƣợc ứng dụng trong 
kỹ thuật làm lạnh ở nhiệt độ rất thấp (đến cỡ micro Kelvin). Tuy vậy, các vật liệu từ nhiệt 
mới thực sự đƣợc quan tâm tập trung nghiên cứu gần đây bởi những phát hiện mới cả về cơ 
chế cũng nhƣ độ lớn của hiệu ứng từ nhiệt. Các vật liệu mới đƣợc chế tạo với SM ngày 
càng đƣợc nâng cao. Cùng với mục tiêu tiết kiệm năng lƣợng và bảo vệ môi trƣờng, việc 
tìm kiếm các vật liệu từ nhiệt có khả năng ứng dụng trong các máy làm lạnh bằng từ trƣờng 
ở vùng nhiệt độ phòng ngày càng đƣợc quan tâm nghiên cứu. Rất nhiều kết quả nghiên cứu 
về vật liệu từ nhiệt đã đƣợc công bố trên các tạp chí khoa học hàng đầu thể giới trong thời 
gian gần đây [2-5]. 
Đáng chú ý là các kết quả nghiên cứu về hợp kim từ nhiệt chứa Gd (ví dụ nhƣ 
Gd5(SixGe1 − x), hay Gd1 − xCox), kể từ năm 1997, đã cho thấy khả năng ứng dụng rộng rãi 
của công nghệ làm lạnh bằng từ trƣờng [6-7]. Tuy nhiên, các hợp kim chứa Gd có giá thành 
rất đắt do khan hiếm nguyên liệu cùng với sự đòi hỏi khắt khe về công nghệ chế tạo. Hơn 
nữa, các hợp kim này cũng còn chƣa đáp ứng đƣợc cho một số yêu cầu khác nhƣ về độ bền, 
độ dẫn nhiệt... 
Ngoài các hợp kim chứa Gd, một số loại vật liệu từ nhiệt khác cũng đang đƣợc quan 
tâm nghiên cứu cả về cơ chế cũng nhƣ khả năng ứng dụng. Chẳng hạn nhƣ các họ vật liệu 
từ nhiệt RM2 (trong đó: R = Lantanite M = Al, Co hoặc Ni), các hợp kim chứa As [Mn(As1-
xSbx), MnFe(P1-xAsx)], các hợp kim chứa La [La(Fe13-xSix), La(Fe,Co,Si,B)13], hợp kim 
Heusler (Co2TiSi, Co2TiGe, NiMnGa...), hợp kim nguội nhanh nền Fe và Mn, các maganite 
perovskite sắt từ (R1-xMxMnO3, trong đó: R = La, Nd, Pr và M = Ca, Sr, Ba)...[8-9]. 
Để chế tạo đƣợc các vật liệu mới có hiệu ứng từ nhiệt lớn (GMCE), một số nhà 
khoa học đã tập trung nghiên cứu cơ chế của hiệu ứng này. Gần đây, hiệu ứng từ nhiệt lớn 
đƣợc tìm thấy ở những vật liệu có sự biến đổi về cấu trúc xảy ra đồng thời với sự sắp xếp 
trật tự từ nên nhiều nghiên cứu hiện nay đang tập trung vào cơ chế và mối quan hệ giữa sự 
biến đổi cấu trúc và sự sắp xếp trật tự từ [5,8,9]. 
Đối với sự phát triển của các thiết bị làm lạnh bằng từ trƣờng ở vùng nhiệt độ 
phòng, mặc dù nguyên lý hoạt động khá đơn giản nhƣng để thiết bị hoạt động có hiệu suất 
cao đòi hỏi phải có các thiết kế cấu tạo thích đáng. Mô hình đầu tiên về thiết bị làm lạnh 
bằng từ trƣờng ở vùng nhiệt độ phòng đƣợc thiết kế và chế tạo bởi Brown vào năm 1976. 
Sau năm 1976, rất nhiều nhóm nghiên cứu quan tâm đến việc thiết kế và chế tạo các thiết bị 
làm lạnh bằng từ trƣờng ở vùng nhiệt độ phòng với số lƣợng ngày càng gia tăng. Kết quả 
nghiên cứu của các nhóm tiêu biểu trên thế giới cho thấy: Dải nhiệt độ làm lạnh lớn nhất 
của các thiết bị làm lạnh bằng từ trƣờng ở vùng nhiệt độ phòng đã đạt tới 50 K. Công suất 
TẠP CHÍ KHOA HỌC, TRƢỜNG ĐẠI HỌC HỒNG ĐỨC - SỐ 18. 2014 
7 
làm lạnh lớn nhất đạt 600 W và hiệu suất làm lạnh đã đạt cỡ 30% [10-11]. Các kết quả thu 
đƣợc đã cho thấy khả năng ứng dụng thực tế của công nghệ làm lạnh ở vùng nhiệt độ 
phòng. 
 Hiện nay, các nhóm nghiên cứu vẫn không ngừng tìm cách cải tiến cấu hình để nâng 
cao hơn nữa hiệu suất làm lạnh của thiết bị [10-11]. Các nghiên cứu gần đây tập trung chủ 
yếu vào loại thiết bị sử dụng từ trƣờng của nam châm vĩnh cửu và việc tạo ra đƣợc từ 
trƣờng mạnh bằng nam châm vĩnh cửu là một vấn đề quan trọng trong các thiết bị làm lạnh 
bằng từ trƣờng này. 
 Hệ thống trao đổi nhiệt trong các thiết bị làm lạnh bằng từ trƣờng hiện thời khá 
phức tạp và hiệu suất chƣa cao nên việc đơn giản hóa và nâng cao hiệu suất của hệ thống 
này cũng đang đƣợc tập trung nghiên cứu. 
Các vật liệu từ nhiệt không chứa Gd nhƣ hợp kim La-Fe-Co-Si cũng đang đƣợc thử 
nghiệm trong các thiết bị làm lạnh bằng từ trƣờng (hình 2). Việc tổng hợp đƣợc các vật liệu 
từ nhiệt mới cũng có khả năng làm tăng đƣợc hiệu suất và công suất của các thiết bị làm 
lạnh bằng từ trƣờng ở nhiệt độ phòng. 
Hình 2. Giản đồ so sánh công suất làm lạnh của hai loại vật liệu từ nhiệt. 
Ở trong nƣớc đã có một số nhóm nghiên cứu quan tâm đến vật liệu từ nhiệt nhƣ Bộ 
môn Vật lý nhiệt độ thấp, Trung tâm ... hà khoa học nghiên cứu về loại vật 
liệu này cả về lý thuyết và thực nghiệm hiện đang tập trung vào bốn hƣớng chính sau: 
TẠP CHÍ KHOA HỌC, TRƢỜNG ĐẠI HỌC HỒNG ĐỨC - SỐ 18. 2014 
8 
i) Tổng quan các kết quả nghiên cứu về vật liệu từ nhiệt và công nghệ làm lạnh bằng từ 
trƣờng để định hƣớng cho việc chế tạo vật liệu từ nhiệt và thiết bị làm lạnh bằng từ trƣờng; 
ii) Tìm đƣợc hợp phần và công nghệ chế tạo các hợp kim có hiệu ứng từ nhiệt lớn ở 
vùng nhiệt độ phòng. Sử dụng phƣơng pháp luyện kim hồ quang, cảm ứng, phun băng 
nguội nhanh và kết hợp với việc xử lý nhiệt để chế tạo các mẫu hợp kim từ nhiệt ở dạng 
khối và băng mỏng. Tập trung chủ yếu trên ba loại hợp kim: hợp kim chứa Gd, hợp kim 
Heusler (Co,Ni)-(Mn,Fe)-(Si,Sn,Ge) và hợp kim nguội nhanh nền Fe và Mn; 
 iii) Thiết kế, xây dựng mô hình thiết bị làm lạnh bằng từ trƣờng ở vùng nhiệt độ phòng; 
iiii) Sử dụng thiết bị và vật liệu từ nhiệt chế tạo đƣợc để thử nghiệm công nghệ làm 
lạnh bằng từ trƣờng ở vùng nhiệt độ phòng. 
3. CÁCH TIẾP CẬN VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU, KỸ THUẬT SỬ DỤNG 
Hiệu ứng từ nhiệt có thể đƣợc biểu diễn qua hệ thức: 
(1) 
trong đó: T là nhiệt độ; S là entropy của hệ; H là từ trƣờng. 
Để đánh giá hiệu ứng từ nhiệt của vật liệu ngƣời ta thƣờng dựa vào hai đại lƣợng, 
biến thiên entropy từ Sm (2) và biến thiên nhiệt độ trong quá trình đoạn nhiệt Tad (3): 
 (2) 
 (3) 
trong đó M là từ độ và C là nhiệt dung của vật liệu. 
Có hai cách để đánh giá hiệu ứng từ nhiệt của vật liệu. Cách thứ nhất là đo trực tiếp 
sự thay đổi nhiệt độ của vật liệu khi từ trƣờng biến thiên. Tuy nhiên, cách này gặp khó khăn 
trong việc tạo sự cách nhiệt cho mẫu vật liệu cần đo với môi trƣờng xung quanh. Cách thứ 
hai là đo gián tiếp qua phép đo từ độ M phụ thuộc vào từ trƣờng H ở các nhiệt độ T khác 
nhau. Cách này thƣờng đƣợc áp dụng vì phép đo dễ đƣợc thực hiện hơn. 
Dựa vào các phân tích lý thuyết tƣơng ứng và bản chất của MCE, các vật liệu từ lý 
tƣởng sử dụng trong việc làm lạnh bằng từ trƣờng thỏa mãn tất cả các đặc tính sau: (1) SM 
và Tad lớn (nghĩa là tổng số moment động lƣợng (J), và hệ số Lande (g) cho vật liệu sắt từ 
phải lớn); (2) mật độ của entropy từ lớn, đây là một nhân tố quan trọng góp phần vào hiệu 
suất hoạt động của các vật liệu; (3) entropy mạng nhỏ (nghĩa là nhiệt độ Debye cao); (4) 
nhiệt độ Curie nằm trong vùng lân cận của nhiệt độ phòng để đảm bảo rằng sự thay đổi 
entropy từ lớn có thể thu đƣợc trong dải nhiệt độ phòng của chu trình; (5) độ từ trễ giảm gần 
TẠP CHÍ KHOA HỌC, TRƢỜNG ĐẠI HỌC HỒNG ĐỨC - SỐ 18. 2014 
9 
0; (6) hiện tƣợng trễ nhiệt rất nhỏ; (7) nhiệt dung riêng nhỏ và tính dẫn nhiệt lớn để đảm 
bảo rằng sự trao đổi nhiệt xảy ra nhanh chóng và sự thay đổi nhiệt độ là đáng kể ; (8) điện 
trở lớn (nghĩa là: việc đốt nóng bằng dòng điện Fuco yếu hoặc dòng điện Fuco thấp); (9) độ 
ổn định về mặt hóa học cao và việc tổng hợp mẫu đơn giản. 
Các vấn đề chính cần đƣợc giải quyết để nâng cao khả năng ứng dụng thực tế của 
vật liệu từ nhiệt là: i) tạo đƣợc hiệu ứng từ nhiệt lớn trong khoảng từ trƣờng thấp, bởi các 
thiết bị dân dụng rất khó tạo ra đƣợc từ trƣờng lớn; ii) đƣa nhiệt độ Curie của các vật liệu có 
hiệu ứng từ nhiệt lớn về vùng nhiệt độ phòng; iii) mở rộng vùng làm việc (vùng có hiệu ứng 
từ nhiệt lớn) cho vật liệu để có thể làm lạnh trong một dải nhiệt độ lớn. Ngoài ra, một số 
tính chất khác của vật liệu nhƣ nhiệt dung, độ dẫn điện, độ dẫn nhiệt, độ bền, giá thành... 
cũng đƣợc chú trọng cho việc ứng dụng của loại vật liệu này trong thực tiễn. 
Hiệu ứng từ nhiệt lớn có liên quan đến sự biến đổi cấu trúc xảy ra đồng thời với sự sắp 
xếp trật tự từ. Trong trƣờng hợp này, cả phân mạng từ tính và phân mạng tinh thể học dễ bị tác 
động bởi từ trƣờng, chẳng hạn nhƣ chuyển pha sắt từ - phản sắt từ, chuyển pha phản sắt từ cộng 
tuyến - phản sắt từ không cộng tuyến, chuyển pha phản sắt từ - feri từ... Do vậy, việc nghiên cứu 
mối liên hệ giữa hiệu ứng từ nhiệt với sự chuyển pha cấu trúc để tạo nên GMCE cần đƣợc tập 
trung vào bản chất và cơ chế của nó. Từ đó có thể tổng hợp đƣợc các vật liệu từ nhiệt mới. 
Các vật liệu sẽ đƣợc tập trung nghiên cƣ́u: hợp kim chứa đất hiếm (Gd, Pr...), hợp 
kim Heusler (Co,Ni)-(Mn,Fe)-(Sn,Sb) và hợp kim nguội nhanh hệ Fe-(Co,Ni,Mn)-Zr và La-
(Fe,Co)-(Si,B). Sở dĩ các loại hợp kim này đƣợc lƣ̣a chọn vì chúng có khả năng đáp ứng 
đƣợc các yêu cầu đã phân tích ở trên. Các hợp kim này có đặc trƣng cấu trúc khác nhau nên 
có thể tìm đƣợc mối liên hệ chung nhất giữa chuyển pha từ gắn với chuyển pha cấu trúc để 
gây nên hiệu ứng từ nhiệt lớn. Nhiệt độ chuyển pha từ của các hợp kim đƣợc lựa chọn cũng 
dễ dàng đƣợc thay đổi bằng cách thêm vào một vài nguyên tố phù hợp. 
Rất nhiều công bố khoa học cho thấy rằng, để chế tạo đƣợc các hợp kim từ nhiệt có 
cấu trúc mong muốn và cho hiệu ứng từ nhiệt lớn là tƣơng đối khó khăn và phức tạp. Chẳng 
hạn để ổn định cấu trúc, một số hợp kim phải đƣợc xử lý nhiệt trong thời gian rất dài. Bên 
cạnh đó, việc tổng hợp đƣợc các hợp kim từ nhiệt có cơ tính và độ bền đáp ứng đƣợc các 
ứng dụng thực tế là không dễ dàng. Vì vậy việc nghiên cứu để đƣa ra các qui trình công 
nghệ ổn định để chế tạo các hợp kim từ nhiệt là rất thiết thực. 
Phƣơng pháp chế tạo mẫu đƣợc lựa chọn là phƣơng pháp luyện kim bằng hồ quang, 
phƣơng pháp cảm ứng và phun băng hợp kim nguội nhanh. Một số mẫu sau khi chế tạo 
bằng hai phƣơng pháp trên sẽ đƣợc xử lý nhiệt để ổn định hoặc tạo ra các cấu trúc pha 
mong muốn. Cấu trúc của vật liệu sẽ đƣợc khảo sát bằng phƣơng pháp nhiễu xạ tia X 
(XRD) và hiển vi điện tử quét (SEM).Hiệu ứng từ nhiệt sẽ đƣợc nghiên cứu bằng các phép 
đo từ độ trên hệ đo từ kế mẫu rung (VSM) và hệ đo tính chất vật lý (PPMS). 
Đối với việc thiết kế, chế tạo thiết bị thử nghiệm hiệu ứng làm lạnh bằng từ trƣờng 
của vật liệu từ nhiêt, toàn bộ các cấu hình đã đƣợc thử nghiệm sẽ đƣợc tổng quan để từ đó 
có thể thiết kế đƣợc các cấu hình có hiệu suất làm lạnh tốt và phù hợp với khả năng hiện có. 
TẠP CHÍ KHOA HỌC, TRƢỜNG ĐẠI HỌC HỒNG ĐỨC - SỐ 18. 2014 
10 
 Nam châm đất hiếm Nd-Fe-B đuợc dự kiến sƣ̉ dụng để tạo từ trƣờng cho thiết bị 
thử nghiệm. Căn cứ vào các cấu hình của bộ tạo từ trƣờng đã công bố, chúng ta sẽ lựa chọn 
và cải tiến cho phù hợp với mục đích nghiên cứu. 
Về hệ thống trao đổi nhiệt, dự kiến sẽ sử dụng dung dịch cồn để làm chất dẫn nhiệt 
vì cồn không độc hại và không bị hóa rắn nhƣ nƣớc. Các dạng khác nhau của vật liệu từ 
nhiệt sẽ đƣợc thử nghiệm để đƣa ra phƣơng án tối ƣu. 
4. Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN 
Việc triển khai nghiên cứu về vật liệu từ nhiệt và công nghệ làm lạnh bằng từ 
trƣờng tại trƣờng đại học Hồng Đức nói riêng và trong giới khoa học vật liệu ở Việt nam ní 
chũng mang một ý nghĩa rất lớn cả về mặt khoa học, đào tạo và thực tiễn: i) Nó thúc đẩy sự 
phát triển khoa học công nghệ tiên tiến – công nghệ làm lạnh bằng từ trƣờng; ii) Tác động 
lớn trong vấn đề tiết kiệm năng lƣợng và bảo vệ môi trƣờng; iii) Tham gia vào công tác đào 
tạo cán bộ sau đại học, nâng cao trình độ cho nguồn nhân lực nghiên cứu khoa học; iiii) Tác 
động lớn đến sự phát triển kinh tế - xã hội nói chung. 
5. HỢP TÁC NGHIÊN CỨU VÀ ĐÀO TẠO 
 Vừa qua, nhóm nghiên cứu về vật liệu tại Trƣờng đại học Hồng Đức đã khởi động việc 
hợp tác nghiên cứu với nhóm nghiên cứu tại Viện Khoa học Vật liệu (Viện hàn lâm khoa học và 
công nghệ Việt Nam) và nhóm nghiêm cứu tại Ttrƣờng đại học Chungbuk (Hàn Quốc) thông 
qua một số đề tài khoa học và đã thu đƣợc một số kết quả ban đầu có ý nghĩa khoa học cao [14-
21]. Trong thời gian tới, Trƣờng đại học Hồng Đức sẽ tiếp tục cử một số cán bộ đi nghiên cứu 
sinh và thực tập nghiên cứu về vật liệu từ nhiệt và công nghệ làm lạnh bằng từ trƣờng tại Viện 
khoa học vật liệu và đại học Chungbuk. Sự hợp tác giữa các nhóm nghiên cứu sẽ góp phần khai 
thác có hiệu quả nguồn nhân lực khoa học và thiết bị nghiên cứu đƣợc trang bị. 
6. KẾT LUẬN 
Hƣớng nghiên cƣ́u về vật liệu tƣ̀ nhiệt và công nghệ làm lạnh bằng tƣ̀ t rƣờng là một 
hƣớng nghiên cƣ́u khoa học và công nghệ mới , hiện đại, có ý nghĩa cả về khoa học cơ bản 
và ứng dụng thực tế. Việc triển khai hƣớng nghiên cƣ́u này tại Trƣờng Đại học Hồng Đƣ́c là 
thuận lợi và khả khi . Sƣ̣ hợp tác giƣ̃a các nhóm sẽ làm tăng cƣờng đƣợc lƣ̣c lƣợng cán bộ 
nghiên cƣ́u và sẽ thu đƣợc nhiều kết quả nghiên cƣ́u khoa học có giá trị. 
TÀI LIỆU THAM KHẢO 
[1]  
[2] Tegus O., Brück E., Buschow K. H. J. & de Boer F. R., Transition-metal-based 
magnetic refrigerants for room-temperature applications, Nature 415 (2002) 150–152. 
[3] Provenzano V., Shapiro A. J. & Shull R. D., Reduction of hysteresis losses in the 
magnetic refrigerant Gd5Si2Ge2 by addition of iron, Nature 429 (2004) 853–857. 
TẠP CHÍ KHOA HỌC, TRƢỜNG ĐẠI HỌC HỒNG ĐỨC - SỐ 18. 2014 
11 
[4] Krenke, T. et al. Inverse magnetocaloric effect in ferromagnetic Ni-Mn-Sn alloys. 
Nature 4 (2005) 450-454. 
[5] Lluís Mañosa, David González-Alonso, Antoni Planes, Erell Bonnot, Maria Barrio, 
Josep-Lluís Tamarit, Seda Aksoy and Mehmet Acet, Giant solid-state barocaloric 
effect in the Ni–Mn–In magnetic shape-memory alloy, Nature 9 (2010) 478-481. 
[6] V. K. Pecharsky and K. A. Gschneidner, Jr., Giant Magnetocaloric Effect in 
Gd5Si2Ge2, Physical Review Letters, Vol. 78, No. 23 (1997) 4494. 
[7] M Manivel Raja, R Gopalan, D M Rajkumar, R Balamuralikrishnan, V 
Chandrasekaran, K G Suresh and K Hono, Phase relationship, microstructure and 
magnetocaloric effect in Gd1−x(Si0.5Ge0.5)x alloys, J. Phys. D: Appl. Phys. 41 (2008) 
055008. 
[8] Xuezhi Zhou, Wei Li, H P Kunkel and GwynWilliams, A criterion for enhancing 
the giant magnetocaloric effect: (Ni–Mn–Ga) - a promising new system for 
magnetic refrigeration, J. Phys.: Condens. Matter 16 (2004) L39–L44. 
[9] ƢZ. Zhong, S. Ma, D. Wang and Y. Du, A Review on the Regulation of Magnetic 
Transitions and the Related Magnetocaloric Properties in Ni-Mn-Co-Sn Alloys, J. 
Mater. Sci. Technol. 28 (2012) 193-199. 
[10] B. Yu, M. Liu, P. W. Egolf, A. Kitanovski, A review of magnetic refrigerator and 
heat pump prototypes built before the year 2010, International Journal of 
Refrigeration 33 (2010) 1029-1060. 
[11] A. Tura, A. Rowe, Permanent magnet magnetic refrigerator design and experimental 
characterization, International Journal of Refrigeration 34 (2011) 628-639. 
[12] D.N.H.Nam, N.V.Dai, L.V.Hong, N.X.Phuc, S.C.Yu, M.Tachibana and 
E.Takayama-Muromachi, Room-temperature magnetocaloric effect in 
La0.7Sr0.3Mn1-xM’xO3 (M’=Al, Ti), Journal of Applied Physics, 103 (2008) 043905. 
[13] T. D. Thanh, N. H. Yen, P. T. Thanh, N. H. Dan, P. Zhang, The-Long Phan and S. 
C. Yu, Critical behavior and magnetocaloric effect of LaFe10-xBxSi3 alloy ribbons, 
Journal of Applied Physics, 113 (2013) 17E123:1-3. 
[14] Huy Dan Nguyen, Tran Huu Do, Hai Yen Nguyen, Thi Thanh Pham, Huu Duc 
Nguyen, Thi Nguyet Nga Nguyen, Dang Thanh Tran, The Long Phan and Seong 
Cho Yu, Influence of fabrication conditions on giant magnetocaloric effect of Ni–
Mn–Sn ribbons, Adv. Nat. Sci: Nanosci. Nanotechnol. 4 (2013) 025011. 
[15] T.D. Thanh, Y. Yu, P.T. Thanh, N.H. Yen, N.H. Dan, T.L. Phan, A.M. Grishin, 
S.C. Yu, Magnetic properties and magnetocaloric effect in Fe90-xNixZr10 alloy 
ribbons, Journal of Applied Physics, 113 (2013) 213908:1-6. 
[16] A. Biswas, T. L. Phan, N. H. Dan, P. Zhang, S. C. Yu, H. Srikanth, M. H. Phan, 
The scaling and universality of conventional and inverse magnetocaloric effects in 
Heusler alloys, Applied Physics Letter, 103 (2013) 162410:1-5. 
TẠP CHÍ KHOA HỌC, TRƢỜNG ĐẠI HỌC HỒNG ĐỨC - SỐ 18. 2014 
12 
[17] Hai Yen Nguyen, Thanh Pham Thi, Duc Nguyen Huu, Thanh Tran Dang, The-Long 
Phan, Seong-Cho Yu, Dan Nguyen Huy, Magnetic and magnetocaloric properties 
in La-(Fe-Co)-Si, Adv. Nat. Sci.: Nanosci. Nanotechnol. 4 (2013) 025018:1-4. 
[18] Nguyen Huy Dan, Nguyen Huu Duc, Tran Dang Thanh, Nguyen Hai Yen, Pham 
Thi Thanh, Ngac An Bang, Do Thi Kim Anh, Phan The Long, Seong-Cho Yu, 
Magnetocaloric effect in Fe-Ni-Zr alloys prepared by using rapidly quenched 
methods, Journal of the Korean Physical Society, 62(12) (2013) 1715-1719. 
[19] Nguyen Huy Dan, Nguyen Manh An, Magnetic properties and magnetocaloric 
effect in Mn-based Heusler compounds, Communications in Physics, 23(2) (2013) 
139-146. 
[20] Nguyễn Huy Dân, Nguyễn Hải Yến, Phạm Thị Thanh, Nguyễn Hữu Đức, Đỗ Trần 
Hữu, Đinh Chí Linh, Nguyễn Mạnh An , Lê Viết Báu , Nguyễn Lê Thi , Nguyễn 
Hoàng Hà, Phạm Khƣơng Anh, Nguyễn Thị Thanh Huyền , Nghiên cứu hiệu ứng từ 
nhiệt lớn trên một số hợp kim nguội nhanh, Đã báo cáo tại Hội nghị Vật lý chất rắn 
và Khoa học vật liệu toàn quốc lần thứ 8 (SPMS-2013) - Thái Nguyên 4-6/11/2013. 
[21] N.H. Dan, N.H. Duc, N.H. Yen, P.T. Thanh, L.V. Bau, N.M. An, D.T.K. Anh, N.A. 
Bang, N.T. Mai, P.K. Anh, T.D. Thanh, T.L. Phan and S.C. Yu, Magnetic 
properties and magnetocaloric effect in Ni-Mn-Sn alloys, Submited to Journal of 
Magnetism and Magnetic Materials (2013). 
THE MAIN DIRECTION OF RESEARCH ON MAGNETOCALORIC 
MATERIALS AND MAGNETIC REFRIGERATION TECHNOLOGY 
AT HONG DUC UNIVERSITY 
Nguyen Manh An 
ABSTRACT 
 The application of the magnetocaloric materials in the refrigerators has the 
advantages of avoiding the environment pollution (unlike the refrigerators using 
compression gases), improving the cooling efficiency, reducing noise and fitting to some 
special cases. Therefore the research of its applications has important meaning. In this 
paper, we summarize the national and international research results and the main 
directions on magnetocaloric materials and magnetic refrigeration technology. Meanwhile, 
determing the main direction of research at Hong Duc University that is based on the co-
opperation program with the Instutute of Materials Science, Vietnam. 
 Keywords: Magnetocaloric materials and magnetic refrigeration technology