来自档案馆的随机新闻 基于形状记忆合金的磁冷却系统
07.10.2018
现代冰箱在形状、触摸屏的存在和更丰富的功能上都与其前辈有很大不同。 但在最现代的冰箱内部,所有的热交换器、管道、制冷剂和压缩机都是相同的,它们的运行在总用电账单中提供了相当敏感的份额。 磁冷却技术被认为是制冷技术进一步发展的有希望的方向之一,最近一组欧洲研究人员创建了一个实验性磁系统,表明具有所谓形状记忆的特殊合金可以成为大多数制冷剂的解决方案。的已知问题。
磁冷却系统由于磁热效应而工作,这意味着某些材料在施加磁场时会改变它们的温度。 这项技术虽然被认为是一个非常有前途的方向,但由于其实现的复杂性,离实际应用还很远。 磁冷却系统通常需要带有超导绕组的磁体,它们本身需要昂贵的超低温冷却。
为了解决上述问题,达姆施塔特工业大学和德国亥姆霍兹中心德累斯顿罗森多夫 (HZDR) 的研究人员使用了磁铁和特殊合金的独特组合。 使用的磁铁由铁、硼和钕的合金制成,而形状记忆合金则由镍、锰和铟组成。
由此产生的磁体是世界上最强的永磁体,能够产生比地球磁场强 40 倍的磁场。 同时,上述特殊合金在磁场的影响下提供了最大的温降。 此外,合金变形后还能恢复原状。
磁冷却系统的运行周期相当复杂,由六个步骤组成。 在仅持续一毫秒的第一步中,合金被暴露在磁场中并冷却下来。 然后磁场的影响被消除,合金通过散热器散发出冷气。 合金加热,但同时保持磁化状态。 之后,合金被一个特殊的辊子压缩,进一步加热,导致材料内部结构发生变化,从而失去剩余磁化强度。 之后,合金恢复其原始形状并准备好重复循环。
新磁冷却系统的原型只是展示了如何使用形状记忆合金来减少所需的永磁体数量,这是该技术中最昂贵的部分。 但到 2022 年,德国科学家已经计划建造一个更大规模的新型磁制冷机组,这将使他们能够测量其运行参数,包括冷却深度,并评估其能源和经济参数。手术。
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