科學(xué)家使用磁場(chǎng)和變形合金研發(fā)制冷系統(tǒng)

　　【中國(guó)制冷網(wǎng)】除了觸摸屏和內(nèi)置攝像頭等多余功能外，基本的冰箱技術(shù)在幾十年內(nèi)沒(méi)有太大變化。他們?nèi)匀煌ㄟ^(guò)化學(xué)制冷劑和壓縮機(jī)進(jìn)行冷卻，現(xiàn)在歐洲研究人員已經(jīng)展示了一種有希望的早期冷卻系統(tǒng)，它使用磁場(chǎng)和變形記憶合金進(jìn)行冷卻。

　　磁冷卻系統(tǒng)通過(guò)利用磁熱效應(yīng)起作用，即某些材料在暴露于磁場(chǎng)時(shí)會(huì)改變溫度。該技術(shù)幾乎與傳統(tǒng)冰箱一樣長(zhǎng)，但從未真正得到應(yīng)用，因?yàn)樵O(shè)備復(fù)雜性會(huì)破壞能源效率，其中通常是使用的超導(dǎo)磁體，這需要它們自己的冷卻系統(tǒng)。

　　為了解決這個(gè)問(wèn)題，達(dá)姆施塔特技術(shù)大學(xué)和德國(guó)Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf（HZDR）的研究人員使用了磁鐵和特殊合金的獨(dú)特組合。磁鐵含有稀土金屬釹，以及鐵和硼。該合金是鎳，錳和銦的混合物。

　　這種組合是使系統(tǒng)實(shí)用的關(guān)鍵。這些磁鐵是目前已知的最強(qiáng)的永久磁鐵，能夠產(chǎn)生比地球強(qiáng)4萬(wàn)倍磁場(chǎng)。同時(shí)，該特定合金在暴露于磁場(chǎng)時(shí)將冷卻，此外，它在變形后可恢復(fù)其原始形狀。利用這種組合，該項(xiàng)目的研究人員開(kāi)發(fā)了一個(gè)六步制冷循環(huán)。首先，冷卻元件（合金）暴露在磁場(chǎng)中，只需一毫秒就足以使其磁化和冷卻。然后將合金從磁場(chǎng)中移除，并且冷卻所需的任何物質(zhì)。隨著合金回暖，它將保持磁化。接下來(lái)，合金被輥?zhàn)訅嚎s，這使得合金體積更密集，失去其磁性同時(shí)溫度上升，當(dāng)滾筒被移除時(shí)，合金在返回其常溫時(shí)恢復(fù)其原始形狀，為循環(huán)重新開(kāi)始做好準(zhǔn)備。

　　該項(xiàng)目主要是一項(xiàng)可行性研究，旨在說(shuō)明形狀記憶合金如何幫助減少這類裝置所需的永磁體數(shù)量。該團(tuán)隊(duì)表示，這些磁鐵是最昂貴的部分。“我們已經(jīng)證明形狀記憶合金非常適合冷卻循環(huán)，”該研究的作者Oliver Gutfleisch說(shuō)。 “我們需要的釹磁鐵要少得多，但仍能產(chǎn)生更強(qiáng)的磁場(chǎng)，并產(chǎn)生相應(yīng)更大的冷卻效果。”該團(tuán)隊(duì)計(jì)劃在2022年之前建立一個(gè)演示裝置，以更好地了解系統(tǒng)如何冷卻物品，以及它的節(jié)能效果。該研究已經(jīng)發(fā)表在Nature Materials雜志上。