磁制冷原理

1、磁制冷原理磁制冷原理磁制冷就是利用磁熱效應(yīng)，又稱磁卡效應(yīng)（MagoCalicEffectMCE）的制冷。1.磁熱效應(yīng)由磁性粒子構(gòu)成的固體磁性物質(zhì)，在受到外磁場的作用被磁化時(shí)，系統(tǒng)的磁有序度加強(qiáng)(磁熵減小)，對外要放出熱量；再將其去磁，則磁有序度下降(磁熵增大)，又要從外界吸收熱量。這種磁性粒子系統(tǒng)在磁場的施加與去除過程中所呈現(xiàn)的熱現(xiàn)象稱為磁熱效應(yīng)。圖21[20]繪出了鐵磁性材料在居里溫度附近的磁熱效應(yīng)。圖中實(shí)線代表不同磁場(H0=0，H

2、10)下的總熵，水平箭頭代表當(dāng)磁場由H0變化到H1時(shí)的絕熱溫升，垂直箭頭代表等溫磁熵變，它們分別用來表征材料的MCE。點(diǎn)adT?MS?線代表晶格熵和電子熵的和；虛線代表兩磁場下的磁熵。S0，T0分別為H0場下的熵和溫度，S1，T1分別代表H1場下的熵和溫度。圖2.1磁熱效應(yīng)示意圖FIG.2.1Figureofmagocaliceffect常壓下，磁體的總熵是磁場強(qiáng)度H和絕對溫度T的函數(shù)，它是由磁()STH熵，晶格熵和電子熵三部分組成的[

3、20]，即：()MSTH()LSTH()ESTH()()()()MLESTHSTHSTHSTH???其中磁熵是T和H的函數(shù)，因此當(dāng)外加磁場發(fā)生變化時(shí)，只有磁熵()MSTH隨之變化，是只隨溫度變化的函數(shù)，合起來稱為溫熵，則上()()LESTHSTH和統(tǒng)變成無序排列，溫度降低。通常，即使用上幾個(gè)T的磁場，一次溫度效應(yīng)也就10K或者稍多，遠(yuǎn)不能直接用來制冷。因此，必須使用蓄冷（也稱回?zé)幔┑姆椒▉砝鄯e這種磁熱效應(yīng)。利用這種磁熱效應(yīng)，通過AMR方