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争力。
上述样机的研制成功是磁制冷技术开发的一项重大突破,但是,从商品开发的角度来看,上述样机的最严重的问题在于它的磁场源。如前所述,在超导磁体产生的5T磁场的条件下,能得到很高的磁制冷效率5060,制冷功率达500W。若磁场源由现有的NdFeB永磁体所能产生的15T磁场条件下,制冷功率降低到150W。这表明,磁制冷材料稀土金属Gd必须要求很高的磁场才能得到大的磁热效应,而只有超导磁体才能得到这样的磁场,所以离商品化还有一定的距离。
1997年,美国Ames实验室的两位科学家VKPercharsky和KAGsch
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er在Gd5SixGe1x4系合金的研究方面取得了突破性进展891011:当x≤05,具有巨磁热效应且居里点可以在30K280K之间通过SiGe比来调整Ge越多,Tc越低;在同样磁场变化条件下,该系合金的磁熵变为已发现的各温区经典磁制冷材料的
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f内蒙古科技大学硕士研究生开题报告
210倍;通过添加微量的Ga(化学式为Gd5Si1985Ge1985Ga0032)可将居里点提高到286K,而巨磁热效应保持不变。1998年,国内南京大学陈伟等12研制了具有巨磁热效应的钙钛型纳米La1xKxM
O3材料,该系化合物的最大优点在于在室温附近、低磁场下具有较大磁熵变,且居里点可调、价格相对便宜、化学性能稳定。可见,新材料的发现,使磁制冷技术向商品化开发迈进了一大步,这是磁制冷技术开发的另一项重大突破。
2001年,Ames实验室与美国宇航公司公布了磁制冷样机与材料方面的研究进展。新公布的第二台样机与第一台样机比较,有两点区别。首先用稀土磁体代替超导磁体,其次用旋转式结构代替往复式结构,其样机图如图3。Ames实验室还进一步改进GdSiGe材料的制备工艺。过去的制备工艺用高纯Gd,而且规模很小(只有50克);新工艺用商品Gd,而且达到公斤级规模,这两项技术上的新进展已申报专利。
图3旋转式磁制冷样机概念图可见,由于近年来在近室温附近磁制冷技术取得了突破性进展,这些进展在国际上引起了较大的轰动,引发了全球新一轮磁制冷技术开发的热潮。针对量大面广的近室温磁制冷装置,大力开发具有巨磁热效应的磁制冷材料已成为当前磁制冷技术研究开发的主流。
213磁制冷技术的应用前景
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f内蒙古科技大学硕士研究生开题报告
磁制冷技术拥有高效、节能、无环境污染等优点,已成为制冷领域中的一种新技术。磁制冷技术应用广泛,从μK、mK级到室温及室温以上均适用:在低温领域磁制冷的研究得较为成熟,低温磁制冷广泛应用于空间技术、地球物理探测、磁共振成像、远红外r
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