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。隨后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。
例如對于鐵磁性材料來說,磁熱效應在它的居里溫度(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并放出熱量;反
之,當去除外磁場時,材料的磁熵值升高并吸收熱量,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磁制冷是一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
循環一般只能達到5%~10%。磁制冷應用范圍廣泛,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。
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