磁冰箱的原理

 2001年12月7日，美国能源部在艾奥瓦州立大学埃姆斯实验室的科研人员制成了世界上第一台能在室温下工作的磁冰箱，他利用铁磁性制冷工质进出磁场制冷，其效率比普通冰箱高30%以上，且无污染、无噪音、使用寿命长，是一种绿色环保的、极具发展前景的制冷技术，我国也已将“磁制冷冰箱项目”列入国家863科技计划。下面简要介绍一下磁制冷冰箱的工作原理。     

在室温磁制冷中铁磁体作为工作物质的可能性

在室温磁制冷中铁磁体是合适的工作物质．铁磁体内部存在的交换相互作用，使我们能够以较低的外场达到排出磁熵的目的．同时，铁磁体磁热过程本身的可逆性，使我们有可能用它构成高效的磁制冷机．本文从铁磁体磁热效应的基本实验事实出发，讨论磁制冷机工作物质选择的判据，强调真实磁化过程在制冷应用中的意义，利用分子场近似给出对材料选取有用的公式，通过对比指出，Ｆｅ基合金具有很好的应用前景．     

磁热效应材料的研究进展

磁制冷技术的发展取决于具有大磁热效应磁制冷材料的研发进展.经过长期的工作积累,特别是近20年来的努力,许多新型磁制冷材料的探索和研究极大地促进了磁制冷技术的进步.本文介绍了磁热效应的基本原理和磁制冷研究的发展历史,系统综述了低温区和室温区具有大磁热效应的磁制冷材料的研究进展,重点介绍了一些受到较为关注的磁热效应材料的最新研究成果.低温区磁制冷材料主要包括具有低温相变的二元稀土基金属间化合物(RGa,RNi,RZn,RSi,R_3Co以及R_(12)Co_7)、稀土-过渡金属-主族金属三元化合物(RTSi,RTAl,RT_2Si_2,RCo_2B_2,RCo_3B_2)以及四元化合物RT_2B_2C等,其中R代表稀土元素,T代表过渡金属.这些材料一般都具有二级相变,具有良好的热、磁可逆性,也因其合金属性具有良好的导热性.室温区磁制冷材料主要包括Gd-Si-Ge,La-Fe-Si,Mn As基,Mn基Husler合金,Mn基反钙钛矿,Mn-Co-Ge,Fe-Rh以及钙钛矿氧化物等系列.这些材料一般都具有一级相变,多数在室温具有巨大的磁热效应而受到国内外的极大关注.其中,La-Fe-Si系列是国际上普遍认为具有重要应用前景的磁制冷工质之一,也是我国具有自主知识产权的材料.本文还对磁制冷材料的发展方向进行了展望.     

室温磁制冷技术的研究进展

室温磁制冷具有绿色环保、内禀高效、低噪音与低振动等优点,有望成为室温制冷领域中的一种重要选择.本文首先简述了磁热效应等基本概念,阐述了磁制冷热力学循环,重点介绍由基本循环构成的复合式磁制冷循环、主动磁制冷循环以及耦合气体回热式制冷的主动磁制冷循环等.随后描述了室温磁制冷系统的不同维度数值模型的特点,介绍了模型中磁热效应、多层主动磁回热器、退磁效应等重要项的表述方式及其他因子对系统性能的影响.根据室温系统运动部件和运动方式的不同,将室温磁制冷样机细化为四类系统,包括往复磁体式、往复回热器式、旋转磁体式和旋转回热器式.结合样机的近期实验进展,分析了不同类别室温系统的结构、运行和性能等特性.最后,总结了室温磁制冷技术的未来发展趋势.     

磁致冷技术

本文阐述磁致冷技术的物理原理，磁冰箱的基本结构、工作原理、现状和前景     

磁制冷研究现状

在能源紧缺、全球气温上升、环境影响日趋严重的背景下,磁制冷作为一项高新绿色制冷技术,其发展前景为各国所看好。文中简要介绍了有关磁制冷样机的研究现状、磁制冷原理、磁制冷循环、磁制冷的关键技术,以及磁制冷的应用,并对磁制冷的趋势作出展望。     

巨磁热效应与磁冰箱

 今天,电冰箱即使在我们这样发展中国家的城市中,也已经是很普通的家电,日常生活中缺之不得。无疑,电冰箱给人们带来了很多的便利。但是,电冰箱存在着两大缺点,一是使用压缩机,需要消耗不少的能量;二是其普遍使用氟立昂作为致冷剂,氟立昂(R12)的化学分子式是CCl2F,它是通常称之为氟氯烃(CFCs)的含氯源气体的一种,是破坏大气臭氧层的元凶之一。这也表明,科学技术是一把双刃剑。那么,能不能除去电冰箱这两大缺陷呢?科学技术的发展肯定地回答了这个问题,这就是5年前发现的巨磁热效应以及近一二年发明的室温磁冰箱。     

不同换热时间对旋转式磁制冷性能影响

为分析不同换热时间对旋转式室温磁制冷系统制冷性能的影响,设计了一套以Gd颗粒钆(粒径：0.3-0.5 mm)为磁工质的双永磁旋转式室温磁制冷系统。通过对该系统制冷性能的试验研究,绘制出了不同工况下系统冷端温度的变化曲线,计算出其理想COP和实际COP。试验得出：在换热时间为2 s时冷端保温箱与环境温差最大为10℃,系统制冷系数最高,性能最好。     

钆硅锗确有巨磁热效应

室温磁制冷在近几年取得重要进展,尤其是造出了高性能的样机和发现了巨磁热材料,但近来因为巨磁熵变发生在一级相变点,在磁熵变的计算上国际诸研究小组出现了分歧,本文对此进行了详细的讨论,给出了统一的处理方法,结果表明钆硅锗的确具有巨磁热效应。     

新型磁制冷材料--含Fe的Gd-Si-Ge

磁制冷材料的性能 ,可以用有效制冷容量RC来衡量 ,RC =ΔS× (T高 -T低) ,其中ΔS是可用磁熵度 ,T高 和T低 分别是制冷机的热端和冷端温度 .1997年 ,美国艾姆斯实验室的Gschneidner等报告了他们所发现的室温巨磁热效应材料Gd5Si2 Ge2 .不幸 ,后来的详细测试表明 ,该材料在磁制冷循环中会产生大的磁滞损失 ,从而使其应用价值受到影响 .在 5T的外场下 ,Gd5Si2 Ge2 的RC理想值是 30 5J/kg ,由于每循环的磁滞损失高达 6 5J/kg ,致使有效RC仅仅为 2 4 0J/kg .最近 ,来自美国国家标准技术研究院的ShallRD小组 ,发展了一种新的替代材料…