稀土磁制冷材料的應用
磁致冷材料是用于磁致冷系統(tǒng)的具有磁熱效應的物質。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。
低溫超導技術的廣泛應用，迫切需要液氦冷卻低溫超導磁體，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，廣泛應用于低溫物理、磁共振成像儀、粒子加速器、空間技術、遠紅外探測及微波接收等領域，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，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《關于消耗臭氧層物質的蒙特利爾議定書》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。迄今，在有關這方面的研究開發(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研究進展情況看，在3到5年內，室溫磁致冷技術有可能在汽車空調系統(tǒng)中得到實際應用之后，并將進一步開發(fā)家用空調和電冰箱等磁致冷裝置。
鋁鎳鈷磁鐵——具有中等的強度和很好的機械加工性能。在20世紀40年代被開發(fā)出來，目前仍在使用中。它們要比一般鋼鐵的性能強，但在強度上比較弱且需要很好地保存，因為它們易于退磁。如與釹鐵硼接觸，將會很容易逆轉并損壞鋁鎳鈷的磁場。
釤鈷磁鐵——具有高的強度和對高溫和腐蝕的抵抗能力。它是在20世紀70年代被開發(fā)出來的，是種所謂的稀土永磁體。幾乎與釹鐵硼擁有相似的強度，是貴的一種磁體，通常被用在需要抵御高溫和腐蝕的地方，也易碎和不易進行機械加工。
釹鐵硼磁鐵：的稀土類磁鐵，不像釤鈷那樣脆，但使用溫度沒有釤鈷磁鐵高。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，而且非技術領域使用也越來越廣泛，如吸附磁鐵，玩具，首飾等。
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領域及高溫環(huán)境。
鋁鎳鈷磁鐵：早應用于技術領域的磁性材料?？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。應用于儀器，儀表及高溫環(huán)境。
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