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yexuqing木虫之王 (文学泰斗)
太阳系系主任
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[交流]
一种可用于弹性冷却的、低成本超长疲劳寿命的层状多孔镍钛结构
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Stacked porous NiTi structure with low cost and ultrahigh fatigue life for elastocaloric cooling 一种可用于弹性冷却的、低成本超长疲劳寿命的层状多孔镍钛结构 ▲ 作者：Changfeng Su, Yang Li et al. ▲链接： https://www.science.org/doi/10.1126/science.aeh7074 ▲摘要： 弹性冷却利用形状记忆合金作为高能效、环保的制冷剂。然而，将形状记忆合金低成本地制成抗疲劳、传热增强的结构，仍是弹性冷却技术商业化的关键障碍。 研究者提出一种“冲压与堆叠”的方法，用于生产多孔、抗疲劳的形状记忆合金结构。蜂窝状芯片由镍钛薄片冲压而成，随后堆叠成层状管状结构，以增加换热表面积，同时避免现有形状记忆合金结构中出现的屈曲和开裂失效。 该堆叠结构可承受超过10?次压缩循环，并能提供高达每千克3850瓦的高比冷却功率。与现有方法相比，这种方法将制造成本降低一个数量级，使弹性冷却制冷剂结构的商业化大规模生产成为可能。 ▲ Abstract： Elastocaloric cooling (eC) uses shape memory alloys (SMAs) as energy-efficient, eco-friendly refrigerants. However, cost-effectively fabricating SMAs into fatigue-resistant, heat transfer–enhanced structures remains a key obstacle to commercialization of the eC technology. We introduce a “stamping and stacking” (S-S) method for producing porous, fatigue-resistant SMA structures. Honeycomb-like chips are stamped from nitinol (NiTi) thin sheets and then stacked into a layered tubular structure to increase heat exchange surface and at the same time avoid buckling and splitting failures encountered in existing SMA structures. The stacked structure endures >108 compression cycles and can deliver high specific cooling power of 3850 watts per kilogram. Our S-S method reduces fabrication costs by one order of magnitude compared with existing approaches, enabling mass production of eC refrigerant structures for commercial deployment. |
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厉娜
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