稀土磁制冷材料的應(yīng)用
磁致冷材料是用于磁致冷系統(tǒng)的具有磁熱效應(yīng)的物質(zhì)。磁致冷是給磁體加磁場，使磁矩按磁場方向整齊排列，然后再撤去磁場，使磁矩的方向變得雜亂，這時磁體從周圍吸收熱量，通過熱交換使周圍環(huán)境的溫度降低，達到致冷的目的。磁致冷材料是指用于磁致冷系統(tǒng)的具有磁熱效應(yīng)的一類材料，磁致冷材料是磁致冷機的核心部分，即一般稱謂的制冷劑或制冷工質(zhì)。
低溫超導(dǎo)技術(shù)的廣泛應(yīng)用，迫切需要液氦冷卻低溫超導(dǎo)磁體，但液氦價格昂貴，因而希望有能把液氦氣化的氦氣再液化的小型率制冷機。如果把以往的氣體壓縮—膨脹式制冷機小型化，把壓縮機變小，這樣將使制冷效率大大降低。因此，為了滿足液化氦氣的需要，人們加速研制低溫（4～20）磁致冷材料和裝置，經(jīng)過多年的努力，目前低溫磁致冷技術(shù)已達到實用化。低溫磁致冷所使用的磁致冷材料主要是稀土石榴單晶。使用DAG等材料做成的低溫磁致冷機屬于卡諾磁致冷循環(huán)型，起始致冷溫度分別為16和20。 低溫磁致冷裝置具有小型化和率等特優(yōu)點，廣泛應(yīng)用于低溫物理、磁共振成像儀、粒子加速器、空間技術(shù)、遠紅外探測及微波接收等領(lǐng)域，某些特殊用途的電子系統(tǒng)在低溫環(huán)境下，其可靠性和靈敏度能夠顯著提高。
磁致冷是使用無害、無環(huán)境污染的稀土材料作為制冷工質(zhì)，若取代目前使用氟里昂制冷劑的冷凍機、電冰箱、冰柜及空調(diào)器等，可以消除由于生產(chǎn)和使用氟里昂類制冷劑所造成的環(huán)境污染和大氣臭氧層的破壞，因而能保護人類的生存環(huán)境，具有顯著的環(huán)境和社會效益。
1987年80多個國家參加簽署的《關(guān)于消耗臭氧層物質(zhì)的蒙特利爾議定書》規(guī)定，為了防止生產(chǎn)和使用氟氯碳類化合物造成的大氣臭氧層的破壞，到2000年全世界將限制和禁止使用氟里昂制冷劑，我國于1991年6月加入這個國際公約并作出規(guī)定，到2010年我國將禁止生產(chǎn)和使用氟里昂等氟氯碳和氫氟氯碳類化合物。因此，需要加快研究開發(fā)無害的新型制冷劑或不使用氟里昂制冷劑的其它類型制冷技術(shù)。迄今，在有關(guān)這方面的研究開發(fā)中，發(fā)現(xiàn)磁致冷是制冷，能量消耗低，的制冷方法之一。從目前美國室溫磁致冷技術(shù)研究進展情況看，在3到5年內(nèi)，室溫磁致冷技術(shù)有可能在汽車空調(diào)系統(tǒng)中得到實際應(yīng)用之后，并將進一步開發(fā)家用空調(diào)和電冰箱等磁致冷裝置。
磁致冷所用的制冷材料基本都是以稀土金屬為主要組元的合金或化合物，尤其是室溫磁致冷幾乎全是采用稀土金屬Gd或Gd基合金.
目前，磁致冷材料、技術(shù)和裝置的研究開發(fā)，美國和日本居水平，這些發(fā)達國家都把磁致冷技術(shù)研究開發(fā)列為21世紀的攻關(guān)項目，投入了大量資金、人力和物力，競爭極為激烈，都想搶先這一高新技術(shù)領(lǐng)域。
什么是磁鐵的居里溫度？磁鐵居里溫度是指：隨著溫度的升高，由于物質(zhì)內(nèi)部基本粒子的熱振蕩加劇，磁性材料內(nèi)部的微觀磁偶極矩的排列逐步紊亂，宏觀上表現(xiàn)為材料的磁極化強度J隨著溫度的升高而減小，當(dāng)溫度升高至某一值時，材料的磁極化強度J降為0，此時磁性材料的磁特性變得同空氣等非磁性物質(zhì)一樣，將此溫度稱為該材料的居里溫度Tc。
釤鈷磁鐵：稀土類磁鐵，材料非常脆，但耐高溫，可在300攝氏度的條件下使用。圓片形，圓環(huán)形，方塊形，瓦片形。有多種尺寸可供選擇高技術(shù)領(lǐng)域及高溫環(huán)境。
鋁鎳鈷磁鐵：早應(yīng)用于技術(shù)領(lǐng)域的磁性材料?？梢栽诜浅８叩臏囟认率褂茫ń?00攝氏度）。加工過后表面呈不銹鋼似的亮色。形狀有圓片形，圓柱形，方塊形，馬蹄形等。應(yīng)用于儀器，儀表及高溫環(huán)境。
鐵氧體磁鐵：是應(yīng)用廣泛的磁鐵，價格便宜，但相對橡膠磁鐵磁力較強。材料本身堅硬，脆，表面深灰色。圓片形，圓環(huán)形，方塊形，瓦片形。有多種尺寸可供選擇工藝品，吸附件，玩具，電機，揚聲器等。
橡膠磁鐵：磁鐵的材料很像橡膠，可折疊，卷曲，可用剪刀裁剪，材料顏色為深棕色。表面也可以貼PVC膠紙或涂膠。每卷大寬度可達75毫米,長100米,標(biāo)準(zhǔn)厚度為1.5毫米.方片大寬度可達600毫米,長30米,標(biāo)準(zhǔn)厚度為0.5和0.75毫米。磁鐵可做成兩面帶膠以方便使用。工藝品，標(biāo)志板，展板，磁性日歷，名片，電話本等 。
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