稀土磁制冷材料的应用
磁致冷材料是用于磁致冷系统的具有磁热效应的物质。磁致冷是给磁体加磁场,使磁矩按磁场方向整齐排列,然后再撤去磁场,使磁矩的方向变得杂乱,这时磁体从周围吸收热量,通过热交换使周围环境的温度降低,达到致冷的目的。磁致冷材料是指用于磁致冷系统的具有磁热效应的一类材料,磁致冷材料是磁致冷机的核心部分,即一般称谓的制冷剂或制冷工质。
低温超导技术的广泛应用,迫切需要液氦冷却低温超导磁体,但液氦价格昂贵,因而希望有能把液氦气化的氦气再液化的小型率制冷机。如果把以往的气体压缩—膨胀式制冷机小型化,把压缩机变小,这样将使制冷效率大大降低。因此,为了满足液化氦气的需要,人们加速研制低温(4~20)磁致冷材料和装置,经过多年的努力,目前低温磁致冷技术已达到实用化。低温磁致冷所使用的磁致冷材料主要是稀土石榴单晶。使用DAG等材料做成的低温磁致冷机属于卡诺磁致冷循环型,起始致冷温度分别为16和20。 低温磁致冷装置具有小型化和率等特优点,广泛应用于低温物理、磁共振成像仪、粒子加速器、空间技术、远红外探测及微波接收等领域,某些特殊用途的电子系统在低温环境下,其可靠性和灵敏度能够显著提高。
什么是磁铁的居里温度?磁铁居里温度是指:随着温度的升高,由于物质内部基本粒子的热振荡加剧,磁性材料内部的微观磁偶极矩的排列逐步紊乱,宏观上表现为材料的磁极化强度J随着温度的升高而减小,当温度升高至某一值时,材料的磁极化强度J降为0,此时磁性材料的磁特性变得同空气等非磁性物质一样,将此温度称为该材料的居里温度Tc。
钕铁硼磁铁——目前为人类所知的强的稀土永磁体。在1984年才被应用在商业领域。钕铁硼与其它磁体相比,具有高的磁通密度、高的剩磁和大磁能积,也具有高的矫顽力。然而它们比较易碎、难于加工,并且对腐蚀和高温比较敏感。在几乎所有的磁体应用中,钕铁硼在强度和矫顽力上是佳的选择,并且有一个很合理的价格。在动力应用方面,钕铁硼要比铁氧体具有高4到5倍的能量。