磁制冷材料在復(fù)合磁制冷機(jī)中的制冷能力研究.pdf

1、磁制冷技術(shù)作為一種理論上無污染、高效率的制冷科技，有望被投入實(shí)際應(yīng)用并進(jìn)入人類生活。從磁制冷的研究開展至今，磁制冷材料的研究和磁制機(jī)器的研發(fā)獲得的成果推動著磁制冷科技飛速發(fā)展。磁制冷材料的研究是磁制冷技術(shù)進(jìn)步的根本，磁制冷機(jī)的研發(fā)到實(shí)際應(yīng)用是磁制冷技術(shù)進(jìn)步的最終目標(biāo)。目前，全球范圍內(nèi)對于磁制冷材料的研究和磁制冷機(jī)器的研發(fā)已經(jīng)具備一定基礎(chǔ)，可是對于不同磁制冷材料在磁制冷機(jī)中的應(yīng)用研究還較為缺乏。
　　實(shí)驗(yàn)利用實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有技術(shù)條件，對G

2、d基合金、La(Fe,Co,Si)13Bx合金、(La,Ce)(Fe,Mn,Si)13Hx合金進(jìn)行制備，分析研究了三種材料制備過程和生產(chǎn)加工的差異。其中在材料制備過程中，Gd基合金制備周期短,容易成型，但是造價(jià)較高；La(Fe,Co,Si)13Bx合金制備周期相對較長，合金塑性差成型困難；(La,Ce)(Fe,Mn,Si)13Hx材料制備的周期更長，還存在關(guān)于氫氣應(yīng)用的安全性問題，對成型要求更高。
　　分析研究了三種材料磁熱性能的

3、差異和吸放熱過程對于材料實(shí)際制冷應(yīng)用中的利弊，其中吸放熱過程所用的時(shí)間是材料的固有屬性，Gd基合金的吸放熱時(shí)間為3s，La(Fe,Co,Si)13Bx合金的吸放熱時(shí)間為4s，(La,Ce)(Fe,Mn,Si)13Hx合金的吸放熱時(shí)間為6s。在實(shí)際的制冷機(jī)工作時(shí)，Gd基合金和La(Fe,Co,Si)13Bx合金可以跨居里溫度較遠(yuǎn)（5℃）進(jìn)行分段填裝而(La,Ce)(Fe,Mn,Si)13Hx合金材料則需要跨居里溫度較近（2～3℃）進(jìn)行分段

4、填裝。
　　利用實(shí)驗(yàn)室研發(fā)的AMR復(fù)合磁制冷機(jī)對三種材料在不同形態(tài)和機(jī)器工作環(huán)境條件下進(jìn)行長時(shí)間連續(xù)制冷實(shí)驗(yàn)，分析研究了不同材料、不同機(jī)器工作條件對于磁制冷機(jī)的實(shí)際工作的影響。測試不同材料質(zhì)量和不同磁場條件下Gd在AMR復(fù)合磁制冷機(jī)中的制冷能力，對于提升制冷溫跨，增加材料填裝量帶來的效果更明顯，而增加磁場強(qiáng)度更有利于提高短時(shí)間內(nèi)制冷速度。對比同質(zhì)量下甩帶片和不規(guī)則顆粒的制冷能力，片狀材料在制冷效果方面更優(yōu)于不規(guī)則顆粒。測試了不同制