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新型磁性蓄冷材料

发表于:2023-06-06 16:13:00 来源:柚子资讯

做为现代人,大家一定听说过磁悬浮列车、核磁共振仪等高科技产品。在这些高科技产品研制和工作的过程中,都需要制冷机创造高灵敏度仪器所需要的低温环境,这些高科技产品离开了制冷机就不能正常工作。

制冷机中的蓄冷材料十分关键,它在低温条件的吸热、放热能力决定着制冷机所能制冷的最低温度。以往采用的蓄冷材料主要是金属铅,但是,它在到达一定的低温后蓄冷能力急剧下降,使制冷机无法继续工作。在这种情况下,就只能放弃制冷机,改用灌制液氦的方法来创造更加低温的环境。我国氦资源十分紧缺,仅在四川一地的天然气里有比较容易提取的氦气,因此最实际的办法还是设法提高制冷机的效率。

为了提高小型制冷机在低温下的效率,最重要的是要寻找到在低温下吸热、放热能力特别强的蓄冷材料。经过科学家的努力,终于发现磁性材料的某些特点正好符合这一要求。

磁性材料最显著的特征就是可以被磁铁吸引,而它的磁性来自于它内部规则排列的微小磁矩。当周围环境达到某一温度时,这些磁矩就会变为混乱、无规则的排列,使磁性材料内部稳定的磁结构被破坏,材料就会失去磁性。然而,也正是在这个过程中,磁性材料会产生一个很大的吸热和放热的过程,它吸热和放热的能力在这时出现高峰。

利用了磁性材料这种特性,科学家们开始研制新型的磁性蓄冷材料。经过上万次的实验,科研人员发现稀土类磁性材料在传统蓄冷材料已经不能工作的低温下却正好拥有极强的吸热、放热能力,使用它作为蓄冷材料,可以使制冷机的最低制冷温度达到高灵敏度仪器工作的要求。

使用新型的稀土蓄冷材料,不需要改变目前制冷机的结构,只需要简单的用它代替铅装入制冷机,就可以明显提高制冷效率。新型磁性蓄冷材料的研制成功为其他需要低温环境的高科技产品的研制提高了先决条件。