新型磁性蓄冷材料
做為現代人,大家一定聽説過磁懸浮列車、核磁共振儀等高科技産品。在這些高科技産品研製和工作的過程中,都需要製冷機創造高靈敏度儀器所需要的低溫環境,這些高科技産品離開了製冷機就不能正常工作。
製冷機中的蓄冷材料十分關鍵,它在低溫條件的吸熱、放熱能力決定着製冷機所能製冷的最低溫度。以往採用的蓄冷材料主要是金屬鉛,但是,它在到達一定的低溫後蓄冷能力急劇下降,使製冷機無法繼續工作。在這種情況下,就只能放棄製冷機,改用灌制液氦的方法來創造更加低溫的環境。我國氦資源十分緊缺,僅在四川一地的天然氣裏有比較容易提取的氦氣,因此最實際的辦法還是設法提高製冷機的效率。
為了提高小型製冷機在低溫下的效率,最重要的是要尋找到在低溫下吸熱、放熱能力特別強的蓄冷材料。經過科學家的努力,終於發現磁性材料的某些特點正好符合這一要求。
磁性材料最顯著的特徵就是可以被磁鐵吸引,而它的磁性來自於它內部規則排列的微小磁矩。當周圍環境達到某一溫度時,這些磁矩就會變為混亂、無規則的排列,使磁性材料內部穩定的磁結構被破壞,材料就會失去磁性。然而,也正是在這個過程中,磁性材料會産生一個很大的吸熱和放熱的過程,它吸熱和放熱的能力在這時出現高峰。
利用了磁性材料這種特性,科學家們開始研製新型的磁性蓄冷材料。經過上萬次的實驗,科研人員發現稀土類磁性材料在傳統蓄冷材料已經不能工作的低溫下卻正好擁有極強的吸熱、放熱能力,使用它作為蓄冷材料,可以使製冷機的最低製冷溫度達到高靈敏度儀器工作的要求。
使用新型的稀土蓄冷材料,不需要改變目前製冷機的結構,只需要簡單的用它代替鉛裝入製冷機,就可以明顯提高製冷效率。新型磁性蓄冷材料的研製成功為其他需要低溫環境的高科技産品的研製提高了先決條件。
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