磁性材料有许多特殊的性能,如能磁化,又能退去磁性;有些还在磁化中发生电阻变化。1918年,科学家还发现,有些金属在磁化时,它会变热,即“发烧”,而在退磁后,它又会变冷,像打“摆子”似的。科学家们把这种现象叫“磁热效应”。可别小看了这种效应,聪明的科学家们利用金属的这种现象发明了磁制冷机,通俗地说就是磁冰箱。自20世纪20年代以来,科学家利用磁制冷机将物质冷却到接近绝对零度的温度,在科学研究中发挥过重要作用。
但是使磁制冷技术成为今天的热门话题的是1994年初发现的一种由铝铒镝组成的磁热合金材料,这种材料具有很高的效率而且价格便宜。传统的制冷机是大家熟悉的气体压缩循环系统,即将容易液化的氟里昂气体用泵送到制冷机内部吸收热量,然后传送到制冷机外面,当气体通过制冷机背后的蛇形管时,在压缩机的压力下气体冷凝并向周围散发热量。在整个循环过程中,氟里昂和管壁之间的摩擦要消耗能量,因此,即使最好的气体压缩式制冷机的效率也只有40%。
新的磁热材料制作的制冷机因为不用气体介质。效率可达60%。因此用来冷冻食物或冷却空气的磁制冷机比现有的制冷设备要少用三分之一的电。在90 年代受到重视的另一个重要原因是它彻底抛弃了氟里昂这种对环境有害的致冷气体。新的磁热材料铝铒镝合金是美国能源部艾姆斯实验室的材料科学家施奈德·卡尔领导的科研小组研制成功的,它比传统磁制冷机中使用的磁热材料钆钯合金便宜 75%。这样,用磁制冷机就有可能制造出便宜的液氢这种对环境无任何污染的能源。制造液氢必须达到-253℃的极低温度,因成本太高一直无法推广。有了便宜的制冷机,液氢的成本也就会大大降低,从而有了推广的可能。磁制冷机对冷却超导体也有不可低估的作用,因此新的磁热材料现在倍受重视。
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