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低温磁制冷技术的磁制冷的原理和特点

文章出处:   责任编辑:   发布时间:2021-10-11 11:30:03    点击数:-   【

低温磁制冷技术的磁制冷的原理和特点



本世纪二十年代末,科学家发现了磁性物质在磁场作用下温度升高的现象,

即磁热效应。随后许多科学家和工程师对具有磁热效应的材料、磁制冷技术

及装置进行了大量的研究开发工作。



磁制冷原理及特点


⑴磁制冷就是利用磁热效应,又称磁卡效应(Magneto-CaloricEffect,MCE

)的制冷。磁热效应是指磁制冷工质在等温磁化时向外界放出热量,而绝热

去磁时温度降低,从外界吸收热量的现象。


例如对于铁磁性材料来说,磁热效应在它的居里温度(磁有序-无序转变的温

度)附近最为显著,当作用有外磁场时,该材料的磁熵值降低并放出热量;反

之,当去除外磁场时,材料的磁熵值升高并吸收热量,这和气体的压缩-膨胀

过程中所引起的放热-吸热的现象相似。




⑵磁制冷是一项绿色环保的制冷技术。与传统制冷相比,磁制冷是采用磁性物

质作为制冷工质,对大气臭氧层无破坏作用,无室温效应,单位制冷率高,能

耗、运动部件少,因此机械振动及噪声小,工作频率低,可靠性高。在热效率

方面,磁制冷可以达到卡诺循环的30%~60%,而依靠气体压缩-膨胀的制冷

循环一般只能达到5%~10%。磁制冷应用范围广泛,从μK、mK及到室温以

上均适用。在低温领域,磁制冷技术在制取液氮、液氦、尤其是绿色能源液氢

方面有较好的应用前景;在高温特别是近室温领域,磁制冷在冰箱、空调及超

市食品冷冻系统方面有广阔的应用前景。



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