Магнитное охлаждение - Magnetic refrigeration

Гадолиний Сплав 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 магнитокалорический эффект. Этот метод можно использовать для достижения очень низкого температуры, а также диапазоны, используемые в общих холодильники. [1][2][3][4]

Эффект впервые наблюдал в 1881 году немецкий физик Варбург,[5] затем французский физик П. Вайс и швейцарский физик А. Пикар в 1917 г.[6] Основной принцип был предложен П. Дебай (1926) и W. Giauque (1927).[7] 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 с помощью накачки на 3
Он пары).

Магнитокалорический эффект

Магнитокалорический эффект (МКЭ, от магнит и калорийность ) представляет собой магнито-термодинамический явление, при котором изменение температуры подходящего материала вызывается воздействием на него изменяющегося магнитного поля. Физики низких температур также называют это адиабатический размагничивание. В этой части процесса охлаждения уменьшение силы приложенного извне магнитного поля позволяет магнитным доменам магнитокалорического материала дезориентироваться от магнитного поля из-за 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 аналогично рандомизации в температура Кюри из ферромагнитный материал, кроме этого магнитные диполи преодолеть уменьшающееся внешнее магнитное поле, в то время как энергия остается постоянной, вместо того, чтобы магнитные домены разрушались от внутренних ферромагнетизм по мере добавления энергии.

Один из наиболее ярких примеров магнитокалорического эффекта - химический элемент. гадолиний и некоторые из его сплавы. Температура гадолиния повышается, когда он попадает в определенные магнитные поля. Когда он покидает магнитное поле, температура падает. Эффект значительно сильнее у гадолиния. сплав (Б-г
5Si
2Ge
2).[8] Празеодим сплавлен с никель (PrNi
5) имеет такой сильный магнитокалорический эффект, что он позволил ученым приблизиться с точностью до одного милликельвина, одной тысячной градуса абсолютный ноль.[9]

Уравнение

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:

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

Адиабатическое изменение температуры, , как можно видеть, связано с изменением магнитом магнитного энтропия () поскольку[10]

Это означает, что абсолютное изменение энтропии магнита определяет возможную величину адиабатического изменения температуры в рамках термодинамического цикла изменения магнитного поля.

Термодинамический цикл

Аналогия между магнитным охлаждением и паровым циклом или обычным охлаждением. ЧАС = приложенное извне магнитное поле; Q = количество тепла; п = давление; ΔТобъявление = адиабатическое изменение температуры

Цикл выполняется как цикл охлаждения это аналогично Холодильный цикл Карно, но с увеличением и уменьшением напряженности магнитного поля вместо увеличения и уменьшения давления. Это можно описать как отправную точку, когда 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.

  • Адиабатическая намагниченность: Магнитокалорическое вещество помещается в изолированную среду. Возрастающее внешнее магнитное поле (+ЧАС) заставляет магнитные диполи атомов выравниваться, тем самым уменьшая магнитное поле материала. энтропия и теплоемкость. Поскольку общая энергия не теряется (пока) и, следовательно, общая энтропия не снижается (в соответствии с законами термодинамики), в конечном итоге вещество нагревается (Т + ΔТобъявление).
  • Изомагнитный энтальпийный перенос: Это добавленное тепло затем можно удалить (-Q) жидкостью или газом - газообразным или жидким гелий, Например. Магнитное поле поддерживается постоянным, чтобы предотвратить повторное поглощение тепла диполями. После достаточного охлаждения магнитокалорическое вещество и хладагент разделяются (ЧАС=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, то есть происходит адиабатическое изменение температуры. Энергия (и энтропия) переходит от тепловой энтропии к магнитной энтропии, измеряя беспорядок магнитных диполей.[11]
  • Изомагнитный перенос энтропии: 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 достигают теплового равновесия, цикл можно возобновить.

Прикладная техника

Основной принцип работы холодильника адиабатического размагничивания (ADR) - это 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 теплоемкость потому что материал (фактически) потерял часть своих внутренних степени свободы. Если хладагент поддерживается при постоянной температуре за счет теплового контакта с высокая температура раковина (обычно жидкая гелий ) во время включения магнитного поля хладагент должен терять некоторую энергию, потому что он уравновешенный с радиатором. Когда магнитное поле впоследствии отключается, теплоемкость хладагента снова возрастает, потому что степени свободы, связанные с ориентацией диполей, снова высвобождаются, вытягивая их долю равнораспределенный энергия из движение из молекулы, тем самым снижая общую температуру система с пониженной энергией. Поскольку система сейчас изолированный когда магнитное поле выключено, процесс является адиабатическим, то есть система больше не может обмениваться энергией со своим окружением (радиатором), и ее температура падает ниже своего начального значения, температуры радиатора.

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, и система становится изолированной, 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. Когда поле падает до нуля или до некоторого низкого предельного значения, определяемого свойствами хладагента, охлаждающая способность ADR исчезает, и утечки тепла вызывают нагревание хладагента.

Рабочие материалы

Магнитокалорический эффект (МКЭ) - это 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 температурной области.[12] 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 антиферромагнетики, ферримагнетики и спин-стекло системы, но может быть намного больше для ферромагнетиков, которые претерпевают магнитный фазовый переход. Фазовые переходы первого рода характеризуются скачком в изменении намагниченности с температурой, что приводит к появлению скрытой теплоты.[12] Фазовые переходы второго рода не имеют этой скрытой теплоты, связанной с фазовым переходом.[12]

В конце 1990-х Печаркский и Гшнайднер сообщили об изменении магнитной энтропии в Б-г
5(Si
2Ge
2) это было примерно на 50% больше, чем сообщалось для металла Gd, который имел самое большое известное изменение магнитной энтропии в то время.[13] Этот гигантский магнитокалорический эффект (GMCE) произошел при 270K, что ниже, чем у Gd (294K).[4] Поскольку MCE происходит при температуре ниже комнатной, эти материалы не подходят для холодильников, работающих при комнатной температуре.[14] С тех пор другие сплавы также продемонстрировали гигантский магнитокалорический эффект. К ним относятся Б-г
5(Si
ИксGe
1−Икс)
4, Ла (Fe
ИксSi
1−Икс)
13ЧАС
Икс и MnFeP
1−ИксВ качестве
Икс сплавы ,.[12][14] Гадолиний и его сплавы претерпевают фазовые переходы второго рода, не имеющие магнитного или теплового гистерезис.[15] 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».[16] 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
2Mn-X (X = Ga, Co, In, Al, Sb) Сплавы Гейслера 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 демонстрируют магнитная память формы эффект, а также может использоваться в качестве исполнительных механизмов, устройств сбора энергии и датчиков.[17] 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.[18][19]

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 можно было использовать для создания магнитного поля.[20][21]

Парамагнитные соли

Первоначально предложенный хладагент был парамагнитный поваренная соль, такие как церий магний нитрат. Активными магнитными диполями в этом случае являются диполи электронные оболочки парамагнитных атомов.

В парамагнитном солевом ADR радиатор обычно обеспечивается насосом. 4
Он (около 1,2 К) или 3
Он (около 0,3 К) криостат. Для начального намагничивания обычно требуется легко достижимое магнитное поле 1 Тл. Минимально достижимая температура определяется склонностью к самонамагничиванию хладагента, но возможны температуры от 1 до 100 мК. Холодильники разбавления в течение многих лет вытесняла парамагнитные солевые ADR, но интерес к космическим и простым в использовании лабораторным ADR сохранялся из-за сложности и ненадежности холодильника для разбавления.

Со временем парамагнитные соли становятся либо диамагнитный или ферромагнитный, ограничивающий самую низкую температуру, которую можно достичь с помощью этого метода.

Ядерное размагничивание

Одним из вариантов адиабатического размагничивания, который продолжает находить широкое применение в исследованиях, является охлаждение с ядерным размагничиванием (NDR). Отчет о недоставке следует тем же принципам, но в этом случае охлаждающая способность достигается за счет магнитные диполи 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 в 3 тесла или больше часто необходимы для начальной стадии намагничивания NDR.

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

Коммерческое развитие

Исследования и демонстрация концепции устройства в 2001 году позволили применить материалы коммерческого качества и постоянные магниты при комнатной температуре для создания магнитокалорического холодильника.[22]

20 августа 2007 г. Национальная лаборатория Рисё (Дания) на Технический университет Дании, заявили, что достигли вехи в своих исследованиях в области магнитного охлаждения, когда сообщили о диапазоне температур 8,7 К.[23] Они надеялись представить первые коммерческие применения технологии к 2010 году.

По состоянию на 2013 год эта технология оказалась коммерчески жизнеспособной только для сверхнизких температур. криогенный приложения доступны десятилетиями. Магнитокалорийные холодильные системы состоят из насосов, двигателей, вторичных жидкостей, теплообменников разных типов, магнитов и магнитных материалов. На эти процессы в значительной степени влияет необратимость, и их следует должным образом учитывать. В конце года Cooltech Applications[24] объявила, что ее первое коммерческое холодильное оборудование выйдет на рынок в 2014 году. Cooltech Applications запустила свою первую коммерчески доступную систему магнитного охлаждения 20 июня 2016 года. Выставка бытовой электроники в Лас-Вегасе, консорциум Haier, Астронавтическая корпорация Америки и BASF представил первый охлаждающий прибор.[25] BASF заявляет, что их технология на 35% лучше использования компрессоров[26]

Текущее и будущее использование

Тепловой и магнитный гистерезис остаются нерешенными проблемы для материалов с фазовым переходом первого рода, демонстрирующих GMCE.[20]

Одно потенциальное приложение находится в космический корабль.

Парокомпрессионное охлаждение блоки обычно достигают 60% коэффициента производительности теоретически идеального цикла Карно, что намного выше, чем у современной технологии MR. Однако небольшие бытовые холодильники намного менее эффективны.[27]

В 2014 г. было обнаружено гигантское анизотропное поведение магнитокалорического эффекта в HoMn
2О
5 при 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.[28]

В 2015 году Апреа и другие.[29] 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 существование оптимальной частоты f AMR, 0,26 Гц, для которой можно было производят холодную воду при температуре 287,9 К с тепловой нагрузкой 190 Вт и КПД 2,20. Наблюдая за температурой холодной воды, полученной в ходе испытаний, система GeoThermag показала хорошую способность подпитывать охлаждающие теплые полы и пониженную способность подпитывать системы фанкойлов.

История

Эффект был впервые обнаружен немецким физиком Варбургом (1881 г.).[5] Впоследствии французским физиком П. Вайс и швейцарский физик А. Пикар в 1917 г.[6]

Основные достижения впервые появились в конце 1920-х годов, когда охлаждение посредством адиабатического размагничивания было независимо предложено Питером Дебаем в 1926 году, а химия Нобелевский лауреат Уильям Ф. Джиуке в 1927 г.

Впервые это было экспериментально продемонстрировано Джиуком и его коллегой Д. П. Макдугаллом в 1933 году для криогенных целей, когда они достигли 0,25 К.[30] Между 1933 и 1997 годами произошли успехи в охлаждении MCE.[31]

В 1997 г. был выпущен первый доказательство концепции магнитный холодильник был продемонстрирован Карлом А. Гшнейднером младшим Государственный университет Айовы в Лаборатория Эймса. Это мероприятие вызвало интерес ученых и компаний со всего мира, которые начали разработку новых видов материалов для комнатной температуры и конструкции магнитных холодильников.[8]

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, и они создаются с помощью сверхпроводящий магнит (1 T примерно в 20 000 раз больше Магнитное поле Земли ).

Приборы комнатной температуры

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 ΔТ (K)[2]Магнитное поле (Тл)Твердый хладагентКоличество (кг)КС (-)[3]
Лаборатория Эймса /Космонавтика[33]Эймс, Айова / Мэдисон, Висконсин, США20 февраля 1997 г.Возвратно-поступательный600105 (S)Gd сферы
Mater. Научный институт Барселоны[34][35]Барселона, ИспанияМай 2000 г.Роторный?50,95 (P)Gd фольга
Chubu Electric / Toshiba[36]Иокогама, ЯпонияЛето 2000 г.Возвратно-поступательный100214 (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.
Космонавтика[39]Мэдисон, Висконсин, США18 сентября 2001 г.Роторный95251,5 (P)Gd сферы
Sichuan Inst. Tech./Nanjing University[40]Нанкин, Китай23 апреля 2002 г.Возвратно-поступательный?231.4 (P)Б-г сферы и Б-г5Si1.985Ge1.985Ga0.03 порошок
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
Космонавтика[44]Мэдисон, Висконсин, США2004Роторный95251,5 (P)Gd и GdEr сферы / Ла (Fe
0.88Si130−
0.12ЧАС
1.0
Университет Виктории[45]Виктория, Британская Колумбия, Канада2006Возвратно-поступательный15502 (S)Б-г, Б-г
0.74Tb
0.26 и Б-г
0.85Э
0.15 шайбы		0.12
Университет Салерно[46]Салерно, Италия2016Роторный250121.2 (P)Сферические частицы Gd 0,600 мм1.200.5 - 2.5
1максимальная мощность охлаждения при нулевом перепаде температур (ΔТ=0); 2максимальный диапазон температур при нулевой холодопроизводительности (W= 0); ФУНТ. = 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 магнитный холодильник около комнатной температуры 20 февраля 1997 г. Он также объявил об открытии GMCE в Б-г
5Si
2Ge
2 9 июня 1997 г.[13] С тех пор были написаны сотни рецензируемых статей с описанием материалов, проявляющих магнитокалорические эффекты.

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ França, E.L.T .; душ Сантуш, A.O .; Коэльо, А.А. (2016). «Магнитокалорический эффект тройных галлидов платины Dy, Ho и Er». Журнал магнетизма и магнитных материалов. 401: 1088–1092. Bibcode:2016JMMM..401.1088F. Дои:10.1016 / j.jmmm.2015.10.138.
  2. ^ а б c Брюк, Э. (2005). «Разработки в области магнитокалорического охлаждения». Журнал физики D: Прикладная физика. 38 (23): R381 – R391. Bibcode:2005JPhD ... 38R.381B. Дои: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». Физика Статус Solidi B. 251 (10): 2104. Bibcode:2014PSSBR.251.2104K. Дои:10.1002 / pssb.201451217.
  4. ^ а б Gschneidner, K. A .; Печарский, В. К. (2008). «Тридцать лет магнитного охлаждения, близкого к комнатной температуре: где мы находимся сегодня и какие перспективы на будущее». Международный журнал холода. 31 (6): 945. Дои:10.1016 / j.ijrefrig.2008.01.004.
  5. ^ а б Варбург, Э. Г. (1881). "Magnetische Untersuchungen". Annalen der Physik. 249 (5): 141–164. Bibcode:1881AnP ... 249..141Вт. Дои:10.1002 / andp.18812490510.
  6. ^ а б 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. Дои:10.1140 / epjh / e2013-40001-9. S2CID  18956148.
  7. ^ Земанский, Марк В. (1981). Температура очень низкая и очень высокая. Нью-Йорк: Дувр. п. 50. ISBN  0-486-24072-X.
  8. ^ а б Карл Гшнейднер младший и Керри Гибсон (7 декабря 2001 г.). «Магнитный холодильник успешно прошел испытания». Пресс-релиз лаборатории Эймса. Лаборатория Эймса. Архивировано из оригинал 23 марта 2010 г.. Получено 2006-12-17.
  9. ^ Эмсли, Джон (2001). Строительные блоки природы. Oxford University Press. п. 342. ISBN  0-19-850341-5.
  10. ^ 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. Bibcode:2017АпПРв ... 4б1305Б. Дои:10.1063/1.4983612.
  11. ^ Каскильо, Жоао Паулу; Тейшейра, Пауло Иво Кортез (2014). Введение в статистическую физику (Иллюстрированный ред.). Издательство Кембриджского университета. п. 99. ISBN  978-1-107-05378-6. Выдержка страницы 99
  12. ^ а б c d Smith, A .; Bahl, C.R.H .; Bjørk, R .; Engelbrecht, K .; Nielsen, K. K .; Прайдс, Н. (2012). «Проблемы материалов для высокоэффективных магнитокалорических холодильных устройств». Современные энергетические материалы. 2 (11): 1288. Дои:10.1002 / aenm.201200167.
  13. ^ а б Печарский, В. К .; Гшнейднер младший, К. А. (1997). «Гигантский магнитокалорический эффект в Gd_ {5} (Si_ {2} Ge_ {2})». Письма с физическими проверками. 78 (23): 4494. Bibcode:1997ПхРвЛ..78.4494П. Дои:10.1103 / PhysRevLett.78.4494.
  14. ^ а б Моя, X .; Кар-Нараян, С .; Матур, Н. Д. (2014). «Калорические материалы вблизи ферроидных фазовых переходов» (PDF). Материалы Природы. 13 (5): 439–50. Bibcode:2014НатМа..13..439M. Дои:10.1038 / NMAT3951. PMID  24751772.
  15. ^ Песня, Н. Н .; Ke, Y.J .; Yang, H.T .; Zhang, H .; Zhang, X. Q .; Shen, B.G .; Ченг, З. Х. (2013). «Объединение гигантского микроволнового поглощения с магнитным охлаждением в одном многофункциональном интерметаллическом соединении LaFe11.6Si1.4C0.2H1.7». Научные отчеты. 3: 2291. Bibcode:2013НатСР ... 3Э2291С. Дои:10.1038 / srep02291. ЧВК  3724178. PMID  23887357.
  16. ^ Cengel, Yunus A .; Майкл А. Болес (2015). Термодинамика: инженерный подход (Восьмое изд.). Нью-Йорк, штат Нью-Йорк: Макгроу-Хилл. п. 12. ISBN  9780073398174.
  17. ^ Dunand, D.C .; Мюлльнер П. (2011). «Влияние размера на магнитное срабатывание в сплавах Ni-Mn-Ga с памятью формы». Передовые материалы. 23 (2): 216–32. Дои:10.1002 / adma.201002753. PMID  20957766. S2CID  4646639.
  18. ^ "GE Global Research Live".
  19. ^ «Ваш следующий холодильник может более эффективно охлаждать с помощью магнитов». gizmag.com. 2014-02-14.
  20. ^ а б Gschneidnerjr, K. A .; Печарский, В. К .; Цоколь А. О. (2005). «Последние разработки в магнитокалорических материалах». Отчеты о достижениях физики. 68 (6): 1479. Bibcode:2005RPPh ... 68.1479G. Дои:10.1088 / 0034-4885 / 68/6 / R04.
  21. ^ Печарский, В. К .; Гшнайднер-младший, К. А. (1999). «Магнитокалорический эффект и магнитное охлаждение». Журнал магнетизма и магнитных материалов. 200 (1–3): 44–56. Bibcode:1999JMMM..200 ... 44P. Дои:10.1016 / S0304-8853 (99) 00397-2.
  22. ^ 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 оригинал на 2010-05-27.(Том 112, № 10)
  23. ^ Веха в области магнитного охлаждения, Risø News, 20 августа 2007 г. В архиве 5 сентября 2007 г. Wayback Machine. Проверено 28 августа 2007 года.
  24. ^ «Cooltech Applications». Приложения Cooltech. Получено 2014-06-04.
  25. ^ «Премьера ультрасовременной магнитокалорической охлаждающей техники». BASF. Получено 16 июля 2015.
  26. ^ "БАСФ Нью Бизнес ГмбХ". basf-new-business.com. Получено 23 марта 2018.
  27. ^ Sand, J. R .; Виноградник, Э. А .; Бохман, Р. Х. (31 августа 2012 г.). "Информационный мост: Научно-техническая информация Министерства энергетики - при поддержке OSTI" (PDF). Osti.gov. Получено 2012-10-04. Цитировать журнал требует | журнал = (помощь)
  28. ^ 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:2014АпФЛ.104в2402Б. Дои:10.1063/1.4880818.
  29. ^ Апреа, К., Греко, А., Майорино, А. GeoThermag: геотермальный магнитный холодильник (2015), Международный журнал холода, 59, стр. 75-83.
  30. ^ Giauque, W. F .; Макдугалл, Д. П. (1933). «Достижение температур ниже 1 ° абсолютного за счет размагничивания Gd.2(ТАК4)3· 8H2О ". Phys. Rev. 43 (9): 768. Bibcode:1933ПхРв ... 43..768Г. Дои:10.1103 / PhysRev.43.768.
  31. ^ Gschneidner, K. A. Jr .; Печарский, В. К. (1997). Bautista, R.G .; и другие. (ред.). Редкие земли: наука, технологии и приложения III. Варрендейл, Пенсильвания: Минералы, металлы и материалы Общества. п. 209.
    Печарский, В. К .; Гшнайднер, К. А. младший (1999).«Магнитокалорический эффект и магнитное охлаждение». J. Magn. Magn. Матер. 200 (1–3): 44–56. Bibcode:1999JMMM..200 ... 44P. Дои:10.1016 / S0304-8853 (99) 00397-2.
    Gschneidner, K. A. Jr .; Печарский, В. К. (2000). «Магнитокалорические материалы». Анну. Rev. Mater. Наука. 30 (1): 387–429. Bibcode:2000AnRMS..30..387G. Дои:10.1146 / annurev.matsci.30.1.387.
    Gschneidner, K. A. 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, Ф. Р .; Бушоу, К. Х. Дж. (2002). «Магнитные хладагенты на основе переходных металлов для применения при комнатной температуре». Природа. 415 (6868): 150–152. Bibcode:2002Натура.415..150Т. Дои:10.1038 / 415150a. PMID  11805828. S2CID  52855399.
  33. ^ Zimm, C; Джастраб, А .; Штернберг, А .; Печарский, В.К .; Гшнайднер, К.А. Jr .; Осборн, М .; Андерсон, И. (1998). «Описание и характеристики магнитного холодильника, работающего при комнатной температуре». Adv. Криог. Англ.. 43: 1759. Дои:10.1007/978-1-4757-9047-4_222. ISBN  978-1-4757-9049-8.
  34. ^ Bohigas, X .; Molins, E .; Roig, A .; Tejada, J .; Чжан, X. X. (2000). «Магнитный холодильник комнатной температуры на постоянных магнитах». IEEE Transactions on Magnetics. 36 (3): 538. Bibcode:2000ITM .... 36..538B. Дои:10.1109/20.846216.
  35. ^ Ли, С. Дж .; Kenkel, J.M .; Печарский, В. К .; Джайлз, Д. К. (2002). «Набор постоянных магнитов для магнитного холодильника». Журнал прикладной физики. 91 (10): 8894. Bibcode:2002JAP .... 91.8894L. Дои:10.1063/1.1451906.
  36. ^ Хирано, Н. (2002). «Разработка магнитного холодильника для работы при комнатной температуре». Материалы конференции AIP. 613. С. 1027–1034. Дои:10.1063/1.1472125.
  37. ^ Роу А.М. и Barclay J.A., Adv. Криог. Англ. 47 995 (2002).
  38. ^ Ричард, М. -А. (2004). «Магнитное охлаждение: эксперименты с активным магнитным регенератором с одним и несколькими материалами». Журнал прикладной физики. 95 (4): 2146–2150. Bibcode:2004JAP .... 95.2146R. Дои:10.1063/1.1643200. S2CID  122081896.
  39. ^ Zimm C, Бумага № K7.003 Am. Phys. Soc. Встреча, 4 марта, Остин, Техас (2003 г.) «Архивная копия». Архивировано из оригинал на 2004-02-29. Получено 2006-06-12.CS1 maint: заархивированная копия как заголовок (ссылка на сайт)
  40. ^ Wu W., Paper No. K7.004 Am. Phys. Soc. Встреча, 4 марта, Остин, Техас (2003 г.) «Архивная копия». Архивировано из оригинал на 2004-02-29. Получено 2006-06-12.CS1 maint: заархивированная копия как заголовок (ссылка на сайт)
  41. ^ а б Хирано Н., Бумага № K7.002 Am. Phys. Soc. Встреча 4 марта, Остин, Техас, «Архивная копия». Архивировано из оригинал на 2004-02-29. Получено 2006-06-12.CS1 maint: заархивированная копия как заголовок (ссылка на сайт)
  42. ^ Clot, P .; Viallet, D .; Аллаб, Ф .; Kedous-Lebouc, A .; Fournier, J.M .; Йоннет, Дж. П. (2003). «Устройство на основе магнита для активного магнитного регенеративного охлаждения». IEEE Transactions on Magnetics. 39 (5): 3349. Bibcode:2003ITM .... 39.3349C. Дои:10.1109 / TMAG.2003.816253.
  43. ^ Шир, Ф .; Мавриплис, Ц .; Bennett, L.H .; Торре, Э. Д. (2005). «Анализ магнитного регенеративного охлаждения при комнатной температуре». Международный журнал холода. 28 (4): 616. Дои:10.1016 / j.ijrefrig.2004.08.015.
  44. ^ Zimm C, Paper No. K7.003 Am. Phys. Soc. Встреча, 4 марта, Остин, Техас (2003 г.) «Архивная копия». Архивировано из оригинал на 2004-02-29. Получено 2006-06-12.CS1 maint: заархивированная копия как заголовок (ссылка на сайт)
  45. ^ Роу, А .; Тура, А. (2006). «Экспериментальное исследование трехслойного активного магнитного регенератора». Международный журнал холода. 29 (8): 1286. Дои: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. Дои:10.1016 / j.ijrefrig.2015.09.005.

дальнейшее чтение

  • Лоунасмаа, Принципы и методы экспериментов ниже 1 К, Academic Press (1974).
  • Ричардсон и Смит, Экспериментальные методы в физике конденсированного состояния при низких температурах, Аддисон Уэсли (1988).
  • Люсия, Ю (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. Дои:10.1016 / j.physa.2008.02.026.

внешняя ссылка