磁致冷技术发展历史
清韵历史研究磁冷却技术的发展历史以下文字资料由边肖为大家收集出版。让我们快速看看他们！
磁制冷是指以磁性材料为公共品质的全新制冷技术。它的基本原理是利用磁制冷材料的磁热效应，即磁制冷材料在等温磁化时，向外界释放热量，而在绝热退磁时，从外界吸收热量，达到制冷的目的。
磁制冷材料是一种用于磁制冷系统的具有磁热效应的物质。
制冷方式是利用自旋系统的磁熵变进行制冷。磁制冷是先给磁铁施加一个磁场，使磁矩在磁场方向排列整齐，然后去掉磁场，使磁矩的方向变得混乱。这时磁铁从周围吸收热量，通过热交换降低周围环境的温度，从而达到制冷的目的。
磁制冷材料是磁制冷机的核心部件，俗称制冷剂或制冷剂。
与传统制冷相比，磁制冷具有制冷效率高、能耗低、运动部件少、噪音低、体积小、工作频率低、可靠性高、无环境污染等优点，因此被称为绿色制冷技术。
磁冷却的研究可以追溯到19世纪末。1881年Warburg首次观察到金属铁的热效应和外加磁场，1895年Langeviz发现了磁热效应。
1926年，德拜和吉奥克两位科学家从理论上推导出绝热退磁可以用于制冷，随后磁制冷技术逐渐发展起来。
20世纪30年代，顺磁性盐作为磁制冷工质，利用绝热退磁成功获得了毫升的低温。20世纪80年代，顺磁性石榴石化合物Gd3Ga5O12成功应用于1.5~15K K的磁制冷，90年代，磁性铁离子取代了部分非磁性钆离子。由于氢离子和钆离子之间的超交换，局部磁矩被有序化形成磁性纳米团簇。当温度高于15K时，得到磁熵。
1976年，布朗首次使用金属Gd作为磁制冷剂，实现了7T磁场下室温磁制冷实验。自20世纪80年代以来，人们对磁制冷进行了广泛的研究工作，但磁熵变不到Gd的1倍，高温磁制冷逐渐变得实用。据报道，1997年，美国研制出一种以Gd为磁性制冷剂的磁性冰箱。
在工业生产和科学研究中，人们通常将人工制冷分为低温和高温两个温度区，生产温度低于20K的称为低温制冷，生产温度高于20K的称为高温制冷。
在低温区，超导技术的发展和应用需要一种体积小、重量轻、效率高的制冷装置。在高温区域，作为传统气体制冷剂的氟利昂，因其对大气中臭氧层的破坏而被国际禁用，这就要求开发无环境污染的制冷新技术。
磁制冷在这一领域的优势使其成为一个引人注目的国际前沿研究课题。
随着低温超导技术的广泛应用，迫切需要液氦来冷却低温超导磁体。但是液氦价格昂贵，所以希望有一种小型的高效冰箱，可以将氦气汽化液化。
如果将以前的气体压缩-膨胀制冷机小型化，必须将压缩机做得更小，这样会大大降低制冷效率。
因此，为了满足对液氦的需求，人们加快了低温磁制冷材料和装置的发展。经过多年的努力，低温磁制冷技术已经投入实际应用。
低温磁冷却技术中使用的磁冷却材料主要是稀土石榴石Gd3Ga5O12和Dy3Al5O12单晶。
由GGG或达格制造的低温磁制冷机属于卡诺磁制冷循环型，初始制冷温度分别为16K和20K。
目前，磁制冷材料、技术和装置的研发在美国和日本处于领先水平。这些发达国家已经将磁制冷技术的研发列为21世纪初的重点研究项目，投入了大量的资金、人力和物力。竞争异常激烈，都想在这个高科技领域领先。
文章评论