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Nature Materials - 材料在磁場中變得更冷
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德國固體材料研究所（IFW-Dresden）的一項研究顯示，結構相變釋放的潛熱在一級磁相變材料的巨磁熱效應中發(fā)揮重要作用。科學家表示，通過合理設計結構相變特性，調(diào)節(jié)外場施加方式，以及控制材料熱處理等手段，可以“規(guī)劃”出高磁熱效應，低磁滯后和寬溫域的實用型室溫磁致冷材料。相關研究成果發(fā)表在近期出版的《自然-材料》上。 室溫磁致冷材料和技術已被研究15年，被認為是最有希望替代傳統(tǒng)壓縮機制冷的一種高效綠色環(huán)保制冷技術。大多磁致冷材料都含有稀土或有毒元素砷，而且制備工藝復雜，獲得大磁熵變的同時引起的熱磁滯后會帶來能量損耗。 近日，來自德雷斯頓的研究者在一類被稱為哈斯勒型合金中發(fā)現(xiàn)了巨大磁熱效應。這類材料主要有鎳，錳等元素組成，不含任何稀土，合成非常簡單�？寡趸芰α己茫⑶矣谐玫牧W性能，如超彈性和形狀記憶特性。 研究人員通過絕熱溫變的測試，在哈斯勒合金中獲得了6.2度的溫降，施加磁場的強度僅為2特斯拉，這樣可以用永磁體就可以實現(xiàn)，無需昂貴的超導體磁場源。該溫降已接近目前發(fā)現(xiàn)的材料中的最大值。 為揭示超高溫變效應的物理根源，科學家建立了一個全新的表象數(shù)學物理模型，勾畫出決定有限磁場下熱效應的三個重要參數(shù)：相變跨度，磁場敏感度和最大理論溫變值，從而可以模擬出絕熱溫變的動力學變化曲線。 此外，為推進這類材料面向實用化，研究者表示除磁場外，可以用其它輔助場，如壓力，電場，光源或聲源等來協(xié)助磁相變，將磁滯后降低到最小。最后，針對擴大制冷范圍的問題，他們認為可以用傳統(tǒng)金屬材料中的時效手段，精確調(diào)節(jié)結構相變點，未來能夠制備出系列梯度材料，用于磁制冷機。 更多閱讀 《自然-材料》發(fā)表論文摘要（英文） http://www.nature.com/nmat/journ ... t/abs/nmat3334.html 德國科技新聞（德語） http://www.idw-online.de/pages/de/news479833 德國創(chuàng)新報道（德語） http://www.innovations-report.de ... aufwind_196166.html [ Last edited by ifwdresden on 2012-5-29 at 23:55 ] |
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