臭氧層是指距地球表面10至50公裏的大氣層中由臭氧構成的氣層。臭氧是壹種氣體，其分子結構為三個氧原子，即O3。臭氧層的主要功能在於吸收來自宇宙的紫外線，使地球上的萬物免受紫外線輻射的危害，所以，臭氧層被稱之為地球的保護傘。但如今，臭氧層已被人類嚴重破壞，本世紀開始人類大量使用高度穩定的合成化合物，如空調器、冰箱工業、溶劑、航空航天用制冷劑、噴霧劑、清洗劑中含氯氟烴化合的揮發出來，通過復雜的物理化學過程與臭氧發生化學反應而將其摧毀。
為了防止生產和使用氟氯碳類化合物造成的大氣臭氧層的破壞，到2000年全世界將限制和禁止使用氟裏昂制冷劑，我國於1991年6月加入這個國際公約並做出規定，到2010年我國將禁止生產和使用氟裏昂等氯氟烴和氫氯氟烴類化合物。
因此，需要加快研究開發無害的新型制冷劑或不使用氟裏昂制冷劑的其它類型制冷技術。
本世紀二十年代末，科學家發現了磁性物質在磁場作用下溫度升高的現象，即磁熱效應。隨後許多科學家和工程師對具有磁熱效應的材料、磁制冷技術及裝置進行了大量的研究開發工作。
磁制冷原理及特點
⑴磁制冷就是利用磁熱效應，又稱磁卡效應（Magneto-CaloricEffect,MCE）的制冷。磁熱效應是指磁制冷工質在等溫磁化時向外界放出熱量，而絕熱去磁時溫度降低，從外界吸收熱量的現象。
例如對於鐵磁性材料來說，磁熱效應在它的居裏溫度（磁有序－無序轉變的溫度）附近最為顯著，當作用有外磁場時，該材料的磁熵值降低並放出熱量；反之，當去除外磁場時，材料的磁熵值升高並吸收熱量，這和氣體的壓縮－膨脹過程中所引起的放熱－吸熱的現象相似。
⑵磁制冷是壹項綠色環保的制冷技術。與傳統制冷相比，磁制冷是采用磁性物質作為制冷工質，對大氣臭氧層無破壞作用，無室溫效應，單位制冷率高，能耗、運動部件少，因此機械振動及噪聲小，工作頻率低，可靠性高。在熱效率方面，磁制冷可以達到卡諾循環的30％～60%，而依靠氣體壓縮－膨脹的制冷循環壹般只能達到5％～10％。磁制冷應用範圍廣泛，從μK、mK及到室溫以上均適用。在低溫領域，磁制冷技術在制取液氮、液氦、尤其是綠色能源液氫方面有較好的應用前景；在高溫特別是近室溫領域，磁制冷在冰箱、空調及超市食品冷凍系統方面有廣闊的應用前景。
磁制冷的應用
目前，磁制冷主要應用在極地溫和液化氦等小規模的裝置中。雖然諸多原因的限制使磁制冷基礎理論尚未成熟，但磁制冷終將因其高效、無汙染等特點成為未來頗具潛力的壹種新的制冷方式，而對磁制冷循環理論的拓深必能大力推進磁制冷技術在太空開發和民用技術中的應用，為磁制冷開辟更加廣闊的前景。
磁制冷的歷史與發展
早在1881年，E.Warburg就在鐵中發現了磁熱效應。後來，1907年P.Langevin也註意到了恒磁體絕熱去磁過程中，其溫度會降低。1926年Debye和Giauque都預言了可以用磁熱效應制冷。隨後Giauque和MacDougall於1933年用Gd2(SO4)3.8H2O作為介質進行了絕熱退磁的首次試驗，達到了0.53～0.1K超低溫。從此，在超低溫範圍內，磁制冷發揮了很大的作用，壹直到現在這種超低溫磁制冷技術已經很成熟。
隨著磁制冷技術的迅速發展，其研究工作也逐步從低溫向高溫發展。1976年，美國NASALewis和G.V.Brown首先采用金屬Gd為磁制冷介質，采用Stiring循環，在7T磁場下進行了室溫磁制冷試驗，開創了室溫磁制冷的新紀元。美國LosAlamos實驗室的W.A.Steyert等[4]設計了壹個回轉式的磁制冷裝置，采用Brayton循環，當高低磁場差為1.2T、冷熱端溫差為7K時獲得了500W的制冷功率。1996年12月宇航公司的工程師CarlZimm[5]研制的室溫磁制冷樣機取得了突破性進展。他們采用3kg稀上金屬作為磁工質，以水(加防凍劑)作為傳熱介質，以NbTi超導磁體產生磁化場，建立了壹套室溫的磁制冷樣機(原理機)系統。該機設計較為完美，在磁制冷循環過程中能量損失很小，制冷效率很高(實際效率可達卡諾循環的30%)。
但是由於磁制冷技術尚處在不斷完善的過程中，還有很多問題需要解決，主要有：
⑴每次磁制冷循環所產生的溫差還不夠大，目前還只有1～3K，這主要是由於磁場不夠強，也就是說磁性材料的磁熵還不夠大。
⑵磁制冷過程中的熱交換速度不夠快，從而使磁制冷周期延長，也使整個循環的熱效率下降。
⑶在室溫條件下，若不利用超導技術，仍利用電磁鐵或稀土永磁材料產生磁場，則在兩磁極面總存在空氣隙，因此進入磁場的磁制冷材料有限，這就應有絕熱效果好的隔熱層，這也是壹個技術難題。
所以在今後磁制冷技術發展中應在以下幾個方面有所突破和創新：
⑴磁場分析，磁體結構的設計應更完善和合理；
⑵針對相應的溫區選擇換熱介質，設計出最佳的熱開關或換熱回路，提高換熱效率；
⑶磁制冷材料的研制，通過改進工藝和材料重組制備性能更優越的材料。
可以預見在不久的將來，磁制冷技術會以其自身的許多優勢迅速發展起來，被廣泛應用於各個行業。
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