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(chǎng)，使磁矩按磁場(chǎng)方向整齊排列，然后再撤去磁場(chǎng)，使磁矩的方向變得雜亂，這時(shí)磁體從周?chē)諢崃?，通過(guò)熱交換使周?chē)h(huán)境的溫度降低，達(dá)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(lèi)材料，磁致冷材料是磁致冷機(jī)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(jià)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(jī)。如果把以往的氣體壓縮—膨脹式制冷機(jī)小型化，把壓縮機(jī)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(guò)多年的努力，目前低溫磁致冷技術(shù)已達(dá)到實(shí)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(jī)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(diǎn)，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(yuǎn)紅外探測(cè)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(wú)害、無(wú)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(jī)、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(lèi)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(hù)人類(lèi)的生存環(huán)境，具有顯著的環(huán)境和社會(huì)效益。
1987年80多個(gè)國(guó)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(shū)》規(guī)定，為了防止生產(chǎn)和使用氟氯碳類(lèi)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(guó)于1991年6月加入這個(gè)國(guó)際公約并作出規(guī)定，到2010年我國(guó)將禁止生產(chǎn)和使用氟里昂等氟氯碳和氫氟氯碳類(lèi)化合物。因此，需要加快研究開(kāi)發(fā)無(wú)害的新型制冷劑或不使用氟里昂制冷劑的其它類(lèi)型制冷技術(shù)。迄今，在有關(guān)這方面的研究開(kāi)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(guó)室溫磁致冷技術(shù)研究進(jìn)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(chē)空調(diào)系統(tǒng)中得到實(shí)際應(yīng)用之后，并將進(jìn)一步開(kāi)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(kāi)發(fā)，美國(guó)和日本居水平，這些發(fā)達(dá)國(guó)家都把磁致冷技術(shù)研究開(kāi)發(fā)列為21世紀(jì)的攻關(guān)項(xiàng)目，投入了大量資金、人力和物力，競(jìng)爭(zhēng)極為激烈，都想搶先這一高新技術(shù)領(lǐng)域。

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如何針對(duì)不同的工作溫度，選擇合適的磁鐵，降低成本，提高產(chǎn)品質(zhì)量，一直是困擾很多設(shè)計(jì)師的一個(gè)難題，選擇的磁鐵不耐高溫，使用中會(huì)出問(wèn)題，影響產(chǎn)品質(zhì)量；選擇耐高溫的磁鐵，有沒(méi)有浪費(fèi)磁鐵的性能，給產(chǎn)品增加不必要的成本呢？下面我們就釹鐵硼和釤鈷在高溫條件下的性能做一個(gè)簡(jiǎn)單的對(duì)比：
在150攝氏度以下，釹鐵硼是性能強(qiáng)的磁鐵，它的磁性要遠(yuǎn)強(qiáng)于其他的稀土永磁鐵。
在150攝氏度以上，釹磁鐵的磁性要弱于釤鈷。
釹鐵硼的高工作溫度是230度，而釤鈷則可以穩(wěn)定的工作在300到350攝氏度的環(huán)境中。

釹鐵硼磁鐵：的稀土類(lèi)磁鐵，不像釤鈷那樣脆，但使用溫度沒(méi)有釤鈷磁鐵高。在常溫情況下也極易氧化，因此表面須電鍍。形狀有圓片形，圓環(huán)形，方塊形，瓦片形。有多種尺寸可供選擇釹鐵硼磁鐵是目前的磁鐵，而且非技術(shù)領(lǐng)域使用也越來(lái)越廣泛，如吸附磁鐵，玩具，首飾等。

釤鈷磁鐵：稀土類(lèi)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(guò)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。

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