Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Сплав гадолиния нагревается внутри магнитного поля и теряет тепловую энергию в окружающую среду, поэтому он выходит из поля и становится холоднее, чем при входе.

Магнитное охлаждение - это технология охлаждения, основанная на магнитокалорическом эффекте . Этот метод может использоваться для достижения чрезвычайно низких температур , а также диапазонов, используемых в обычных холодильниках . [1] [2] [3] [4]

Эффект был впервые обнаружен в 1881 году немецким физиком Эмилем Варбургом , а затем французским физиком П. Вайсом и швейцарским физиком А. Пикаром в 1917 году. [5] Фундаментальный принцип был предложен П. Дебаем (1926) и В. Джиуком ( 1927). [6] Первые работающие магнитные холодильники были сконструированы несколькими группами, начиная с 1933 года. Магнитное охлаждение было первым методом, разработанным для охлаждения ниже примерно 0,3 К (температура, достижимая при накачивании на3
Он испаряется).

Магнитокалорический эффект [ править ]

Магнитокалорический эффект (МКЭ, от магнита и калорий ) является магнито- термодинамического явления , при котором изменение температуры подходящего материала вызвано путем воздействия на материал с изменяющимся магнитным полем. Физики, работающие в области низких температур, также называют это адиабатическим размагничиванием . В этой части процесса охлаждения уменьшение силы приложенного извне магнитного поля позволяет магнитным доменам магнитокалорического материала дезориентироваться от магнитного поля за счет перемешивающего действия тепловой энергии ( фононы) присутствует в материале. Если материал изолирован, так что энергия не может (повторно) мигрировать в материал в течение этого времени (то есть адиабатический процесс), температура падает, поскольку домены поглощают тепловую энергию для выполнения своей переориентации. Рандомизация доменов происходит аналогичным образом к рандомизации при температуре кюри о наличии ферромагнитного материала, за исключением того, что магнитные диполи преодолеть убывающую внешнее магнитное поле , в то время как энергия остается постоянной, а не магнитных доменов быть нарушена из внутренней ферромагнетизма по мере добавления энергии .

Одним из наиболее ярких примеров магнитокалорического эффекта является химический элемент гадолиний и некоторые из его сплавов . Температура гадолиния повышается, когда он попадает в определенные магнитные поля. Когда он покидает магнитное поле, температура падает. Эффект значительно сильнее для сплава гадолиния ( Gd
5Si
2Ge
2). [7] Празеодим, легированный никелем ( PrNi
5) имеет такой сильный магнитокалорический эффект, что он позволил ученым приблизиться к одному милликельвину, одной тысячной степени абсолютного нуля . [8]

Уравнение [ править ]

Магнитокалорический эффект можно количественно оценить с помощью следующего уравнения:

где - адиабатическое изменение температуры магнитной системы около температуры T, H - приложенное внешнее магнитное поле, C - теплоемкость рабочего магнита (хладагента), а M - намагниченность хладагента.

Из уравнения видно, что магнитокалорический эффект можно усилить за счет:

  • большая вариация поля
  • магнитный материал с небольшой теплоемкостью
  • магнит с большими изменениями суммарной намагниченности в зависимости от температуры при постоянном магнитном поле

Можно увидеть, что адиабатическое изменение температуры связано с изменением магнитной энтропии магнита ( ), поскольку [9]

Это означает, что абсолютное изменение энтропии магнита определяет возможную величину адиабатического изменения температуры в термодинамическом цикле изменения магнитного поля.

Термодинамический цикл [ править ]

Аналогия между магнитным охлаждением и паровым циклом или обычным охлаждением. H = внешнее магнитное поле; Q = количество тепла; P = давление; Δ T ad = адиабатическое изменение температуры

Цикл выполняется как цикл охлаждения, который аналогичен циклу охлаждения Карно , но с увеличением и уменьшением напряженности магнитного поля вместо увеличения и уменьшения давления. Это можно описать как отправную точку, посредством которой выбранное рабочее вещество вводится в магнитное поле , т. Е. Увеличивается плотность магнитного потока. Рабочим материалом является хладагент, который находится в тепловом равновесии с охлаждаемой средой.

  • Адиабатическое намагничивание: магнитокалорическое вещество помещается в изолированную среду. Увеличивающееся внешнее магнитное поле (+ H ) заставляет магнитные диполи атомов выравниваться, тем самым уменьшая магнитную энтропию и теплоемкость материала . Поскольку общая энергия не теряется (пока) и, следовательно, общая энтропия не уменьшается (согласно термодинамическим законам), в конечном итоге вещество нагревается ( T + Δ T ad ).
  • Изомагнитный энтальпийный перенос: это добавленное тепло затем может быть отведено ( -Q ) жидкостью или газом - например, газообразным или жидким гелием . Магнитное поле поддерживается постоянным, чтобы предотвратить повторное поглощение тепла диполями. После достаточного охлаждения магнитокалорическое вещество и хладагент разделяются ( H = 0).
  • Адиабатическое размагничивание: вещество возвращается в другое адиабатическое (изолированное) состояние, поэтому общая энтропия остается постоянной. Однако на этот раз магнитное поле уменьшается, тепловая энергия заставляет магнитные моменты преодолевать поле, и, таким образом, образец охлаждается, т.е. происходит адиабатическое изменение температуры. Энергия (и энтропия) переходит от тепловой энтропии к магнитной энтропии, измеряя беспорядок магнитных диполей. [10]
  • Изомагнитный энтропийный перенос: магнитное поле поддерживается постоянным, чтобы предотвратить повторный нагрев материала. Материал находится в тепловом контакте с охлаждаемой окружающей средой. Поскольку рабочий материал холоднее, чем охлаждаемая среда (по конструкции), тепловая энергия мигрирует в рабочий материал (+ Q ).

Как только хладагент и охлаждаемая среда придут в тепловое равновесие, цикл можно возобновить.

Прикладная техника [ править ]

Основным принципом работы холодильника с адиабатическим размагничиванием (ADR) является использование сильного магнитного поля для управления энтропией образца материала, часто называемого «хладагентом». Магнитное поле ограничивает ориентацию магнитных диполей в хладагенте. Чем сильнее магнитное поле, тем более выровнены диполи, что соответствует более низкой энтропии и теплоемкости, потому что материал (эффективно) потерял некоторые из своих внутренних степеней свободы . Если хладагент поддерживают при постоянной температуре через тепловой контакт с тепловой раковиной (обычно жидкий гелий ) , а магнитное поле включаются, хладагент должен потерять часть энергии , потому что она уравновешивалас радиатором. Когда магнитное поле затем выключается, теплоемкость хладагента снова возрастает , так как число степеней свободы , связанных с ориентацией диполей в очередной раз освобожден, потянув свою долю равносоставленны энергии от движения из молекул , тем самым снижая общее температура системы с пониженной энергией. Поскольку система теперь изолирована, когда магнитное поле отключено, процесс является адиабатическим, то есть система больше не может обмениваться энергией с окружающей средой (радиатором), и ее температура снижается ниже исходного значения, т.е. раковина.

Стандартный ADR работает примерно следующим образом. Сначала к хладагенту прикладывают сильное магнитное поле, заставляя его различные магнитные диполи выравниваться и переводя эти степени свободы хладагента в состояние пониженной энтропии. Затем радиатор поглощает тепло, выделяемое хладагентом из-за потери энтропии. Затем тепловой контакт с радиатором прерывается, так что система изолирована, и магнитное поле отключается, увеличивая теплоемкость хладагента, тем самым снижая его температуру ниже температуры радиатора. На практике магнитное поле уменьшается медленно, чтобы обеспечить непрерывное охлаждение и поддерживать приблизительно постоянную низкую температуру образца. Как только поле упадет до нуля или до некоторого низкого предельного значения, определяемого свойствами хладагента,охлаждающая способность ADR исчезает, и утечки тепла вызывают нагревание хладагента.

Рабочие материалы [ править ]

Магнитокалорический эффект (МКЭ) - внутреннее свойство магнитного твердого тела. Этот тепловой отклик твердого тела на приложение или снятие магнитных полей максимален, когда твердое тело находится рядом с температурой магнитного упорядочения. Таким образом, материалы, рассматриваемые для магнитных холодильных устройств, должны быть магнитными материалами с температурой магнитного фазового перехода, близкой к интересующей области температур. [11] Для холодильников, которые можно использовать дома, это комнатная температура. Изменение температуры может быть дополнительно увеличено, если параметр порядка фазового перехода сильно изменяется в интересующем температурном диапазоне. [2]

Величины магнитной энтропии и адиабатические изменения температуры сильно зависят от процесса магнитного упорядочения. Величина обычно мала в антиферромагнетиках , ферримагнетиках и системах спинового стекла , но может быть намного больше для ферромагнетиков, которые претерпевают магнитный фазовый переход. Фазовые переходы первого рода характеризуются скачком изменения намагниченности с температурой, что приводит к появлению скрытой теплоты. [11] Фазовые переходы второго рода не имеют этой скрытой теплоты, связанной с фазовым переходом. [11]

В конце 1990-х Печаркси и Гшнейднер сообщили об изменении магнитной энтропии в Gd
5(Si
2Ge
2), что было примерно на 50% больше, чем сообщалось для металла Gd, который имел самое большое известное изменение магнитной энтропии в то время. [12] Этот гигантский магнитокалорический эффект (GMCE) произошел при 270K, что ниже, чем у Gd (294K). [4] Поскольку МКЭ происходит ниже комнатной температуры, эти материалы не подходят для холодильников, работающих при комнатной температуре. [13] С тех пор другие сплавы также продемонстрировали гигантский магнитокалорический эффект. К ним относятся Б-г
5(Si
ИксGe
1− х)
4, La (Fe
ИксSi
1− х)
13ЧАС
Икси MnFeP
1− хВ качестве
Икссплавы ,. [11] [13] Гадолиний и его сплавы претерпевают фазовые переходы второго рода, которые не имеют магнитного или термического гистерезиса . [14] Однако использование редкоземельных элементов делает эти материалы очень дорогими.

Текущие исследования были использованы для описания сплавов со значительным магнитокалорическим эффектом с точки зрения термодинамической системы. В литературе говорится, что Gd5 (Si2Ge2), например, может быть описан как термодинамическая система при условии, что он удовлетворяет условию «быть количеством вещества или области в пространстве, выбранной для изучения». [15] Такие системы стали актуальными для современных исследований в области термодинамики, поскольку они служат в качестве подходящих материалов для создания термоэлектрических материалов с высокими рабочими характеристиками.

Ni
2Сплавы Гейслера Mn-X (X = Ga, Co, In, Al, Sb) также являются многообещающими кандидатами для применения в магнитном охлаждении, поскольку они имеют температуры Кюри, близкие к комнатной, и, в зависимости от состава, могут иметь мартенситные фазовые превращения вблизи комнатной температуры. [3] Эти материалы проявляют эффект магнитной памяти формы и также могут использоваться в качестве исполнительных механизмов, устройств сбора энергии и датчиков. [16] Когда температура мартенситного превращения и температура Кюри одинаковы (в зависимости от состава), величина изменения магнитной энтропии является наибольшей. [2] В феврале 2014 года GE объявила о разработке функционального магнитного холодильника на основе Ni-Mn. [17] [18]

Развитие этой технологии очень зависит от материала и, вероятно, не заменит парокомпрессионное охлаждение без значительно улучшенных материалов, которые являются дешевыми, доступными в большом количестве и демонстрируют гораздо более сильные магнитокалорические эффекты в более широком диапазоне температур. Такие материалы должны показывать значительные изменения температуры в поле в два тесла или меньше, чтобы постоянные магниты могли использоваться для создания магнитного поля. [19] [20]

Парамагнитные соли [ править ]

Первоначально предложенный хладагент представлял собой парамагнитную соль , такую ​​как нитрат церия и магния . Активными магнитными диполями в этом случае являются электронные оболочки парамагнитных атомов.

В парамагнитном солевом ADR радиатор обычно обеспечивается насосом. 4
Он (около 1,2 К) или3
Он (около 0,3 К) криостат . Для начальной намагниченности обычно требуется легко достижимое магнитное поле 1 Тл. Минимально достижимая температура определяется тенденцией к самонамагничиванию хладагента, но возможны температуры от 1 до 100 мК. Холодильники для разбавления в течение многих лет вытесняли ADR для парамагнитных солей, но интерес к ADR для космических и простых в использовании лабораторных условиях сохранялся из-за сложности и ненадежности холодильника для разбавления.

В конце концов парамагнитные соли становятся либо диамагнитными, либо ферромагнитными, что ограничивает самую низкую температуру, которую можно достичь с помощью этого метода.

Ядерное размагничивание [ править ]

Одним из вариантов адиабатического размагничивания, который продолжает находить существенное применение в исследованиях, является охлаждение с ядерным размагничиванием (NDR). NDR следует тем же принципам, но в этом случае охлаждающая способность возникает за счет магнитных диполей ядер атомов хладагента, а не их электронных конфигураций. Поскольку эти диполи имеют гораздо меньшую величину, они менее склонны к самовыравниванию и имеют более низкие собственные минимальные поля. Это позволяет NDR охлаждать ядерную спиновую систему до очень низких температур, часто 1 мкК или ниже. К сожалению, небольшие величины ядерных магнитных диполей также делают их менее склонными к согласованию с внешними полями. Магнитные поля 3 тесла или больше часто необходимы для начальной стадии намагничивания NDR.

В системах NDR начальный радиатор должен работать при очень низких температурах (10–100 мК). Это предварительное охлаждение часто обеспечивается смесительной камерой холодильника для разбавления или парамагнитной соли.

Коммерческая разработка [ править ]

Исследования и демонстрация концепции устройства в 2001 году позволили применить материалы промышленного качества и постоянные магниты при комнатной температуре для создания магнитокалорического холодильника [21].

20 августа 2007 года Национальная лаборатория Рисё (Дания) при Техническом университете Дании заявила, что достигла вехи в своих исследованиях магнитного охлаждения, когда они сообщили о диапазоне температур 8,7 К. [22] Они надеялись представить первую коммерческое применение технологии к 2010 г.

По состоянию на 2013 год эта технология оказалась коммерчески жизнеспособной только для криогенных приложений со сверхнизкими температурами, доступными в течение десятилетий. Магнитокалорийные холодильные системы состоят из насосов, двигателей, вторичных жидкостей, теплообменников разных типов, магнитов и магнитных материалов. На эти процессы сильно влияет необратимость, и их следует должным образом учитывать. В конце года Cooltech Applications [23] объявила, что ее первое коммерческое холодильное оборудование выйдет на рынок в 2014 году. Cooltech Applications представила свою первую коммерчески доступную магнитную систему охлаждения 20 июня 2016 года. На выставке Consumer Electronics Show 2015 в Лас-Вегасе консорциум Haier ,Американская астронавтическая корпорация и BASF представили первый охлаждающий прибор. [24] BASF заявляет, что их технология на 35% лучше использования компрессоров [25]

Текущее и будущее использование [ править ]

Проблемы теплового и магнитного гистерезиса еще предстоит решить для материалов с фазовыми переходами первого рода, которые демонстрируют GMCE. [19]

Одно из возможных применений - в космических кораблях .

Парокомпрессионные холодильные агрегаты обычно достигают 60% коэффициента производительности теоретически идеального цикла Карно, что намного выше, чем у современной технологии MR. Однако небольшие бытовые холодильники намного менее эффективны. [26]

В 2014 г. обнаружено гигантское анизотропное поведение магнитокалорического эффекта в HoMn.
2О
5при 10 К. Анизотропия изменения магнитной энтропии приводит к появлению большого вращающегося МКЭ, что дает возможность создавать упрощенные, компактные и эффективные системы магнитного охлаждения, вращая его в постоянном магнитном поле. [27]

В 2015 году Апреа и др. [28]представила новую концепцию охлаждения GeoThermag, которая представляет собой комбинацию технологии магнитного охлаждения и низкотемпературной геотермальной энергии. Чтобы продемонстрировать применимость технологии GeoThermag, они разработали пилотную систему, состоящую из геотермального зонда глубиной 100 м; внутри зонда течет вода, которая используется непосредственно в качестве регенерирующей жидкости для магнитного холодильника, работающего с гадолинием. Система GeoThermag показала способность производить холодную воду даже при 281,8 К при тепловой нагрузке 60 Вт. Кроме того, система показала наличие оптимальной частоты f AMR, 0,26 Гц, для которой можно было производят холодную воду при температуре 287,9 К с тепловой нагрузкой, равной 190 Вт, с коэффициентом полезного действия 2,20. Наблюдая за температурой холодной воды, полученной в ходе испытаний,Система GeoThermag показала хорошую способность подпитывать охлаждающие теплые полы и пониженную пропускную способность систем фанкойлов.

История [ править ]

Эффект был впервые обнаружен немецким физиком Варбургом (1881 г.) [29], впоследствии французским физиком П. Вайсом и швейцарским физиком А. Пикаром в 1917 г. [5]

Основные достижения впервые появились в конце 1920-х годов, когда охлаждение посредством адиабатического размагничивания было независимо предложено Питером Дебаем в 1926 году и лауреатом Нобелевской премии по химии Уильямом Ф. Джиуком в 1927 году.

Впервые это было экспериментально продемонстрировано Giauque и его коллегой DP MacDougall в 1933 году для криогенных целей, когда они достигли 0,25 K. [30] Между 1933 и 1997 годами произошли успехи в охлаждении MCE. [31]

В 1997 году Карл А. Гшнейднер-младший продемонстрировал первое доказательство концепции магнитного холодильника при температуре, близкой к комнатной температуре, в Лаборатории Эймса из Университета штата Айова . Это событие вызвало интерес ученых и компаний со всего мира, которые начали разработку новых видов материалов для комнатной температуры и конструкции магнитных холодильников. [7]

Главный прорыв произошел в 2002 году, когда группа из Амстердамского университета продемонстрировала гигантский магнитокалорический эффект в сплавах MnFe (P, As), которые основаны на большом количестве материалов. [32]

Холодильники, основанные на магнитокалорическом эффекте, были продемонстрированы в лабораториях с использованием магнитных полей от 0,6 Тл до 10 Тл. Магнитные поля выше 2 Тл трудно создать с помощью постоянных магнитов, они создаются сверхпроводящим магнитом (1 Тл примерно в 20 000 раз больше. на магнитное поле Земли ).

Приборы комнатной температуры [ править ]

Недавние исследования были сосредоточены на температуре, близкой к комнатной. Созданные примеры магнитных холодильников комнатной температуры включают:

Магнитные холодильники комнатной температуры
СпонсорМесто расположенияДата анонсаТипМаксимум. мощность охлаждения (Вт) [1]Макс. Δ T (K) [2]Магнитное поле (Тл)Твердый хладагентКоличество (кг)КС (-) [3]
Лаборатория Эймса / Астронавтика [33]Эймс, Айова / Мэдисон, Висконсин, США20 февраля 1997 г.Возвратно-поступательный600105 (S)Gd сферы
Матер. Научный институт Барселоны [34] [35]Барселона, ИспанияМай 2000 г.Роторный?50,95 (P)Gd фольга
Chubu Electric / Toshiba [36]Иокогама, ЯпонияЛето 2000 г.Возвратно-поступательный10021 год4 (S)Gd сферы
Университет Виктории [37] [38]Виктория, Британская Колумбия, КанадаИюль 2001 г.Возвратно-поступательный2142 (S)Б-г и Б-г
1-хTb
Икс ФУНТ
Астронавтика [39]Мэдисон, Висконсин, США18 сентября 2001 г.Роторный95251,5 (P)Gd сферы
Sichuan Inst. Тех. / Нанкинский университет [40]Нанкин, Китай23 апреля 2002 г.Возвратно-поступательный?231,4 (П)Сферы Gd и порошок Gd 5 Si 1.985 Ge 1.985 Ga 0,03
Chubu Electric / Toshiba [41]Иокогама, Япония5 октября 2002 г.Возвратно-поступательный40270,6 (P)Б-г
1-хDy
Икс ФУНТ
Chubu Electric / Toshiba [41]Иокогама, Япония4 марта 2003 г.Роторный60100,76 (P)Б-г
1-хDy
Икс ФУНТ		1
Лаборатория. d'Electrotechnique Grenoble [42]Гренобль, ФранцияАпрель 2003 г.Возвратно-поступательный8,840,8 (P)Gd фольга
Университет Джорджа Вашингтона [43]насИюль 2004 г.Возвратно-поступательный?52 (П)Gd фольга
Астронавтика [44]Мэдисон, Висконсин, США2004 г.Роторный95251,5 (P)Gd и GdEr сферы / La (Fe
0,88Si130-
0,12ЧАС
1.0
Университет Виктории [45]Виктория, Британская Колумбия, Канада2006 г.Возвратно-поступательный15502 (S)Б-г, Б-г
0,74Tb
0,26и Б-г
0,85Э
0,15 шайбы		0,12
Университет Салерно [46]Салерно, Италия2016 г.Роторный250121.2 (P)Сферические частицы Gd 0,600 мм1,200,5 - 2,5
1 максимальная мощность охлаждения при нулевом перепаде температур (Δ T = 0); 2 максимальных диапазона температур при нулевой холодопроизводительности ( W = 0); LB = слоистая кровать; P = постоянный магнит; S = сверхпроводящий магнит; 3 значения COP при различных условиях эксплуатации

В одном примере, профессор Карл А. Гшнайднер-младший представил доказательство концепции магнитного холодильника, близкого к комнатной температуре 20 февраля 1997 года. Он также объявил об открытии GMCE в Gd.
5Si
2Ge
29 июня 1997 года. [12] С тех пор были написаны сотни рецензируемых статей, описывающих материалы, проявляющие магнитокалорические эффекты.

См. Также [ править ]

  • Криостат
  • Электрокалорийный эффект
  • Термоакустическое охлаждение
  • Холодильник разбавления
  • Закон Кюри

Ссылки [ править ]

  1. ^ França, ELT; душ Сантуш, АО; Коэльо, AA (2016). «Магнитокалорический эффект тройных галлидов платины Dy, Ho и Er». Журнал магнетизма и магнитных материалов . 401 : 1088–1092. Bibcode : 2016JMMM..401.1088F . DOI : 10.1016 / j.jmmm.2015.10.138 .
  2. ^ a b c Брюк, Э. (2005). «Разработки в области магнитокалорического охлаждения». Журнал физики D: Прикладная физика . 38 (23): R381 – R391. Bibcode : 2005JPhD ... 38R.381B . DOI : 10.1088 / 0022-3727 / 38/23 / R01 .
  3. ^ а б Ховайло В.В.; Родионова, В.В.; Шевырталов С.Н.; Новосад, В. (2014). «Магнитокалорический эффект в« уменьшенных »размерах: тонкие пленки, ленты и микропровода из сплавов Гейслера и родственных соединений». Physica Status Solidi B . 251 (10): 2104. Bibcode : 2014PSSBR.251.2104K . DOI : 10.1002 / pssb.201451217 .
  4. ^ a b Gschneidner, KA; Печарский, ВК (2008). «Тридцать лет магнитного охлаждения, близкого к комнатной температуре: где мы находимся сегодня и какие перспективы на будущее» . Международный журнал холода . 31 (6): 945. DOI : 10.1016 / j.ijrefrig.2008.01.004 .
  5. ^ a b Вайс, Пьер; Пикар, Огюст (1917). "Le phénomène magnétocalorique". J. Phys. (Париж) . 5-я сер. (7): 103–109.
    Смит, Андерс (2013). «Кто открыл магнитокалорический эффект?». Европейский физический журнал H . 38 (4): 507–517. Bibcode : 2013EPJH ... 38..507S . DOI : 10.1140 / epjh / e2013-40001-9 . S2CID  18956148 .
  6. ^ Земанский, Марк В. (1981). Температура очень низкая и очень высокая . Нью-Йорк: Дувр. п. 50. ISBN 0-486-24072-X.
  7. ^ a b Карл Гшнайднер младший и Керри Гибсон (7 декабря 2001 г.). «Магнитный холодильник успешно прошел испытания» . Выпуск новостей лаборатории Эймса . Лаборатория Эймса. Архивировано из оригинального 23 марта 2010 года . Проверено 17 декабря 2006 .
  8. ^ Эмсли, Джон (2001). Строительные блоки природы . Издательство Оксфордского университета . п. 342. ISBN. 0-19-850341-5.
  9. ^ Balli, M .; Jandl, S .; Fournier, P .; Кедус-Лебук, А. (24 мая 2017 г.). «Перспективные материалы для магнитного охлаждения: основы и практические аспекты». Обзоры прикладной физики . 4 (2): 021305. arXiv : 2012.08176 . Bibcode : 2017ApPRv ... 4b1305B . DOI : 10.1063 / 1.4983612 .
  10. ^ Casquilho, João Paulo; Тейшейра, Пауло Иво Кортез (2014). Введение в статистическую физику (иллюстрированное изд.). Издательство Кембриджского университета. п. 99. ISBN 978-1-107-05378-6. Отрывок страницы 99
  11. ^ a b c d Смит, А .; Бахл, CRH; Bjørk, R .; Engelbrecht, K .; Nielsen, KK; Прайдс, Н. (2012). «Проблемы материалов для высокоэффективных магнитокалорических холодильных устройств». Современные энергетические материалы . 2 (11): 1288. DOI : 10.1002 / aenm.201200167 .
  12. ^ а б Печарский В.К .; Гшнейднер младший, К.А. (1997). «Гигантский магнитокалорический эффект в Gd_ {5} (Si_ {2} Ge_ {2})». Письма с физическим обзором . 78 (23): 4494. Bibcode : 1997PhRvL..78.4494P . DOI : 10.1103 / PhysRevLett.78.4494 .
  13. ^ а б Моя, X .; Кар-Нараян, С .; Матур, Северная Дакота (2014). «Калорийные материалы вблизи ферроидных фазовых переходов» (PDF) . Материалы природы . 13 (5): 439–50. Bibcode : 2014NatMa..13..439M . DOI : 10.1038 / NMAT3951 . PMID 24751772 .  
  14. ^ Песня, NN; Ke, YJ; Ян, HT; Zhang, H .; Чжан, XQ; Shen, BG; Ченг, Чж (2013). «Объединение гигантского микроволнового поглощения с магнитным охлаждением в одном многофункциональном интерметаллическом соединении LaFe11.6Si1.4C0.2H1.7» . Научные отчеты . 3 : 2291. Bibcode : 2013NatSR ... 3E2291S . DOI : 10.1038 / srep02291 . PMC 3724178 . PMID 23887357 .  
  15. ^ Cengel, Юнус А .; Майкл А. Болес (2015). Термодинамика: инженерный подход (восьмое изд.). Нью-Йорк, штат Нью-Йорк: Макгроу-Хилл. п. 12. ISBN 9780073398174.
  16. ^ Дананд, округ Колумбия; Мюлльнер П. (2011). «Влияние размера на магнитное возбуждение в сплавах Ni-Mn-Ga с памятью формы» . Современные материалы . 23 (2): 216–32. DOI : 10.1002 / adma.201002753 . PMID 20957766 . S2CID 4646639 .  
  17. ^ «GE Global Research Live» .
  18. ^ "Ваш следующий холодильник мог бы более эффективно сохранять холод с помощью магнитов" . gizmag.com . 2014-02-14.
  19. ^ a b Gschneidnerjr, KA; Печарский, ВК; Цоколь, АО (2005). «Последние разработки в магнитокалорических материалах» . Отчеты о достижениях физики . 68 (6): 1479. Bibcode : 2005RPPh ... 68.1479G . DOI : 10.1088 / 0034-4885 / 68/6 / R04 .
  20. ^ Pecharsky, ВК; Гшнайднер-младший, К.А. (1999). «Магнитокалорический эффект и магнитное охлаждение». Журнал магнетизма и магнитных материалов . 200 (1–3): 44–56. Bibcode : 1999JMMM..200 ... 44P . DOI : 10.1016 / S0304-8853 (99) 00397-2 .
  21. ^ Гибсон, Керри (ноябрь 2001 г.). «Магнитный холодильник успешно протестирован: разработки лаборатории Эймса помогают раздвинуть границы новой холодильной техники» . Информационный бюллетень INSIDER для сотрудников лаборатории Эймса . Архивировано из оригинала на 2010-05-27.(Том 112, № 10)
  22. ^ Milestone в магнитном охлаждении Risø Новости, 20 августа 2007 архивации 5 сентября 2007, в Wayback Machine . Проверено 28 августа 2007 года.
  23. ^ "Cooltech Applications" . Приложения Cooltech . Проверено 4 июня 2014 .
  24. ^ «Премьера ультрасовременного магнитокалорического охлаждающего устройства» . BASF . Проверено 16 июля 2015 года .
  25. ^ "BASF New Business GmbH" . basf-new-business.com . Проверено 23 марта 2018 года .
  26. ^ Песок, младший; Виноградник, EA; Бохман, Р.Х. (31 августа 2012 г.). "Информационный мост: Научно-техническая информация Министерства энергетики - при поддержке OSTI" (PDF) . Osti.gov . Проверено 4 октября 2012 . Цитировать журнал требует |journal=( помощь )
  27. ^ Balli, M .; Jandl, S .; Fournier, P .; Господинов, М.М. (2014). «Гигантский обратимый вращающийся магнитокалорический эффект с усилением анизотропии в монокристаллах HoMn2O5» (PDF) . Письма по прикладной физике . 104 (6868): 232402–1–5. Bibcode : 2014ApPhL.104w2402B . DOI : 10.1063 / 1.4880818 .
  28. ^ Aprea, К., Греко, А., Maiorino, А. GeoThermag: Геотермический магнитный холодильник (2015) Международный журнал холода, 59, стр. 75-83.
  29. ^ Варбург, EG (1881). "Magnetische Untersuchungen" . Annalen der Physik . 249 (5): 141–164. Bibcode : 1881AnP ... 249..141W . DOI : 10.1002 / andp.18812490510 .
  30. ^ Giauque, WF; Макдугалл, Д. П. (1933). «Достижение температур ниже 1 ° абсолютного за счет размагничивания Gd 2 (SO 4 ) 3 · 8H 2 O». Phys. Ред . 43 (9): 768. Полномочный код : 1933PhRv ... 43..768G . DOI : 10.1103 / PhysRev.43.768 .
  31. ^ Гшнейднер К.А. Jr .; Печарский В.К. (1997). Баутиста, Р.Г .; и другие. (ред.). Редкие земли: наука, технологии и приложения III . Варрендейл, Пенсильвания: Минералы, металлы и материалы Общества. п. 209.
    Печарский, ВК; Гшнейднер, К.А. младший (1999). «Магнитокалорический эффект и магнитное охлаждение». J. Magn. Magn. Матер . 200 (1–3): 44–56. Bibcode : 1999JMMM..200 ... 44P . DOI : 10.1016 / S0304-8853 (99) 00397-2 .
    Gschneidner, KA Jr .; Печарский, ВК (2000). «Магнитокалорические материалы» . Анну. Rev. Mater. Sci . 30 (1): 387–429. Bibcode : 2000AnRMS..30..387G . DOI : 10.1146 / annurev.matsci.30.1.387 .
    Gschneidner, KA Jr .; Печарский В.К. (2002). Chandra, D .; Баутиста, Р.Г. (ред.). Основы современных материалов для преобразования энергии . Варрендейл, Пенсильвания: Минералы, металлы и материалы Общества. п. 9.
  32. ^ Тегус, О .; Brück, E .; де Бур, Франция; Бушоу, KHJ (2002). «Магнитные хладагенты на основе переходных металлов для применения при комнатной температуре». Природа . 415 (6868): 150–152. Bibcode : 2002Natur.415..150T . DOI : 10.1038 / 415150a . PMID 11805828 . S2CID 52855399 .  
  33. ^ Зимм, C; Джастраб, А .; Штернберг, А .; Печарский, ВК; Gschneidner, KA Jr .; Осборн, М .; Андерсон, И. (1998). «Описание и характеристики магнитного холодильника, работающего при комнатной температуре». Adv. Криог. Англ . 43 : 1759. DOI : 10.1007 / 978-1-4757-9047-4_222 . ISBN 978-1-4757-9049-8.
  34. ^ Bohigas, X .; Molins, E .; Roig, A .; Tejada, J .; Чжан, XX (2000). «Магнитный холодильник комнатной температуры на постоянных магнитах». IEEE Transactions on Magnetics . 36 (3): 538. Bibcode : 2000ITM .... 36..538B . DOI : 10.1109 / 20.846216 .
  35. ^ Ли, SJ; Kenkel, JM; Печарский, ВК; Джайлс, округ Колумбия (2002). «Набор постоянных магнитов для магнитного холодильника» . Журнал прикладной физики . 91 (10): 8894. Bibcode : 2002JAP .... 91.8894L . DOI : 10.1063 / 1.1451906 .
  36. Перейти ↑ Hirano, N. (2002). «Разработка магнитного холодильника для работы при комнатной температуре». Материалы конференции AIP . 613 . С. 1027–1034. DOI : 10.1063 / 1.1472125 .
  37. ^ Роу AM и Barclay JA, Adv. Криог. Англ. 47 995 (2002).
  38. ^ Ричард, М. -А. (2004). «Магнитное охлаждение: эксперименты с одним и несколькими материалами активного магнитного регенератора» . Журнал прикладной физики . 95 (4): 2146–2150. Bibcode : 2004JAP .... 95.2146R . DOI : 10.1063 / 1.1643200 . S2CID 122081896 . 
  39. ^ Зимм C, документ № K7.003 Am. Phys. Soc. Встреча, 4 марта, Остин, Техас (2003 г.) «Архивная копия» . Архивировано из оригинала на 2004-02-29 . Проверено 12 июня 2006 .CS1 maint: archived copy as title (link)
  40. ^ У W., документ № K7.004 Am. Phys. Soc. Встреча, 4 марта, Остин, Техас (2003 г.) «Архивная копия» . Архивировано из оригинала на 2004-02-29 . Проверено 12 июня 2006 .CS1 maint: archived copy as title (link)
  41. ^ a b Хирано Н., Бумага № K7.002 Am. Phys. Soc. Встреча 4 марта, Остин, Техас, «Архивная копия» . Архивировано из оригинала на 2004-02-29 . Проверено 12 июня 2006 .CS1 maint: archived copy as title (link)
  42. ^ Clot, P .; Viallet, D .; Аллаб, Ф .; Kedous-Lebouc, A .; Фурнье, Дж. М.; Йоннет, JP (2003). «Устройство на основе магнита для активного магнитного регенеративного охлаждения». IEEE Transactions on Magnetics . 39 (5): 3349. Bibcode : 2003ITM .... 39.3349C . DOI : 10,1109 / TMAG.2003.816253 .
  43. ^ Шир, F .; Мавриплис, Ц .; Беннетт, LH; Торре, ED (2005). «Анализ магнитного регенеративного охлаждения при комнатной температуре». Международный журнал холода . 28 (4): 616. DOI : 10.1016 / j.ijrefrig.2004.08.015 .
  44. ^ Зимм C, документ № K7.003 Am. Phys. Soc. Встреча, 4 марта, Остин, Техас (2003 г.) «Архивная копия» . Архивировано из оригинала на 2004-02-29 . Проверено 12 июня 2006 .CS1 maint: archived copy as title (link)
  45. ^ Роу, А .; Тура, А. (2006). «Экспериментальное исследование трехслойного активного магнитного регенератора». Международный журнал холода . 29 (8): 1286. DOI : 10.1016 / j.ijrefrig.2006.07.012 .
  46. ^ Aprea, C .; Греко, А .; Майорино, А .; Масселли, К. (2016). «Энергетические характеристики вращающегося магнитного холодильника с постоянными магнитами». Международный журнал холода . 61 (1): 1–11. DOI : 10.1016 / j.ijrefrig.2015.09.005 .

Дальнейшее чтение [ править ]

  • Лунасмаа, Экспериментальные принципы и методы ниже 1 К , Academic Press (1974).
  • Ричардсон и Смит, Экспериментальные методы в физике конденсированного состояния при низких температурах , Аддисон-Уэсли (1988).
  • Люсия, У (2008). «Общий подход к достижению идеального КПД магнитного охлаждения». Physica A: Статистическая механика и ее приложения . 387 (14): 3477–3479. arXiv : 1011.1684 . Bibcode : 2008PhyA..387.3477L . DOI : 10.1016 / j.physa.2008.02.026 .
  • Бухани, Х (2020). «Разработка магнитокалорических свойств тонких пленок эпитаксиального оксида PrVO3 с помощью деформационных эффектов». Письма по прикладной физике . 117 (7). arXiv : 2008.09193 . DOI : 10.1063 / 5.0021031 .

Внешние ссылки [ править ]

  • НАСА - Как работает холодильник с адиабатическим размагничиванием?
  • Что такое магнитокалорический эффект и какие материалы проявляют этот эффект больше всего?
  • Магнитокалорийные материалы сохраняют прохладу в холодильниках К. Ву
  • Пресс-релиз лаборатории Эймса, 25 мая 1999 г. Начинаются работы по созданию прототипа магнитно-холодильной установки .
  • Магнитный холодильник успешно прошел испытания
  • Заметки Терри Хеппенстолла по системам охлаждения , Университет Ньюкасл-апон-Тайн (ноябрь 2000 г.)
  • Холодильник с адиабатическим размагничиванием XRS
  • Краткое содержание: Холодильник непрерывного адиабатического размагничивания ( формат .doc ) ( Google cache )
  • Возникновение и настройка магнитокалорического эффекта в магнитном хладагенте Mn1.1Fe0.9 (P0.8Ge0.2)
  • [постоянное мертвое звено ] Магнитная технология революционизирует холод
  • Оценка термодинамических величин в магнитном охлаждении
  • Все о магнитном охлаждении - SIRACH