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Nature Materials - 材料在磁场中变得更冷
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德国固体材料研究所（IFW-Dresden）的一项研究显示，结构相变释放的潜热在一级磁相变材料的巨磁热效应中发挥重要作用。科学家表示，通过合理设计结构相变特性，调节外场施加方式，以及控制材料热处理等手段，可以“规划”出高磁热效应，低磁滞后和宽温域的实用型室温磁致冷材料。相关研究成果发表在近期出版的《自然-材料》上。 室温磁致冷材料和技术已被研究15年，被认为是最有希望替代传统压缩机制冷的一种高效绿色环保制冷技术。大多磁致冷材料都含有稀土或有毒元素砷，而且制备工艺复杂，获得大磁熵变的同时引起的热磁滞后会带来能量损耗。 近日，来自德雷斯顿的研究者在一类被称为哈斯勒型合金中发现了巨大磁热效应。这类材料主要有镍，锰等元素组成，不含任何稀土，合成非常简单。抗氧化能力良好，并且有超好的力学性能，如超弹性和形状记忆特性。 研究人员通过绝热温变的测试，在哈斯勒合金中获得了6.2度的温降，施加磁场的强度仅为2特斯拉，这样可以用永磁体就可以实现，无需昂贵的超导体磁场源。该温降已接近目前发现的材料中的最大值。 为揭示超高温变效应的物理根源，科学家建立了一个全新的表象数学物理模型，勾画出决定有限磁场下热效应的三个重要参数：相变跨度，磁场敏感度和最大理论温变值，从而可以模拟出绝热温变的动力学变化曲线。 此外，为推进这类材料面向实用化，研究者表示除磁场外，可以用其它辅助场，如压力，电场，光源或声源等来协助磁相变，将磁滞后降低到最小。最后，针对扩大制冷范围的问题，他们认为可以用传统金属材料中的时效手段，精确调节结构相变点，未来能够制备出系列梯度材料，用于磁制冷机。 更多阅读 《自然-材料》发表论文摘要（英文） http://www.nature.com/nmat/journ ... t/abs/nmat3334.html 德国科技新闻（德语） http://www.idw-online.de/pages/de/news479833 德国创新报道（德语） http://www.innovations-report.de ... aufwind_196166.html [ Last edited by ifwdresden on 2012-5-29 at 23:55 ] |
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