导师序言

制冷技术的发展极大地推动了人类文明的进步，在现代社会中扮演着关键角色。然而，随着全球环境的持续恶化和能源危机的日益加剧，人们开始关注制冷技术的环保性和能源利用效率。目前，依赖化学制冷剂(如氟利昂和氢氟烃等)气液相变的传统蒸气压缩制冷技术仍然主导着全球制冷市场。与此同时，该技术带来了严重的环境污染和巨大的能源消耗。因此，探求一种可持续的新型制冷技术以取代传统蒸气压缩制冷已然迫在眉睫。

基于NiTi合金固态相变潜热的弹热制冷技术兼具绿色环保和节能高效的特点，被美国能源部和欧盟视为最具应用潜力的非蒸气压缩制冷技术，也被认为是一项颠覆性的新技术。弹热制冷技术市场需求庞大，且具有重要的环保意义，极可能将在制冷领域引发重大的技术变革。然而，尽管该技术前景光明，但NiTi合金在各项制冷指标之间难以平衡的问题仍然是限制其实用化的主要技术挑战。

本书以多晶超弹性NiTi合金为研究对象，通过冷轧、均匀退火和激光加工等方法，围绕“材料制备微观组织表征性能评估机理探索”开展系统研究。研究旨在建立材料微观组织与宏观弹热制冷性能的关联，为材料的优化设计提供指导，以克服常规NiTi合金作为固态制冷剂的内在缺陷，提高其综合弹热制冷性能，力求为高性能弹热材料的制备提供实验基础和理论依据。本书选题具有重要的学术研究意义和工程应用价值。研究取得了以下创新性成果： 

(1) 发现了NiTi合金弹热制冷性能对晶粒尺寸的高度依赖性，并揭示了微观晶粒尺寸对宏观制冷指标的影响规律，为通过晶粒尺寸调控NiTi合金弹热制冷性能提供了依据； 

(2) 提出了具有梯度晶粒结构的NiTi合金弹热制冷剂的新概念，并开发了其冷轧和激光扫描热处理相结合的制备方法，提升了NiTi合金弹热制冷性能，实现了在已报道固态制冷材料中具有代表性的高制冷效率； 

(3) 揭示了梯度晶粒结构NiTi合金中利于弹热制冷的基体增强和异质层协同增强机制，同时实现了弹热材料的大潜热、低能耗和抗疲劳特性。

本书涉及材料、机械、力学和工程热物理等多学科的交叉领域，为解决传统商用NiTi合金弹热制冷性能的不足问题提供了新思路。同时，本书完善了现有弹热材料制冷潜力的评价准则，提升了材料的综合弹热制冷性能。这一研究工作有助于加快我国对固态制冷原型机的开发和升级，进而在国际上实现对该绿色制冷技术的突破和引领，为下一代制冷器件的研发和生产提供理论基础和技术支持。

方刚