Produksyon ng manganese-zinc ferrites at ang epekto ng komposisyon sa kanilang mga katangian. Magnetic cooling method Electromagnetic cooling

Ang mga modernong sistema ng pagpapalamig sa industriya, sasakyan at sambahayan ay gumagamit ng mga kemikal na nagpapalamig tulad ng mga fluorocarbon, hydrocarbon na naglalaman ng klorin o ammonia, na nakakaapekto sa kapaligiran, at partikular na sumisira sa ozone layer. Ang teknolohiya ng vapor compression na kasalukuyang ginagamit ay binuo mga 100 taon na ang nakalilipas. Kahit na ito ay napabuti sa paglipas ng panahon, ang pagiging epektibo nito ay hindi tumaas nang malaki.

Si Dr. engineer Sergiu Lionte, isang researcher at nagtapos na estudyante sa National Institute of Applied Sciences INSA sa Strasbourg, France, ay nagsabi na ang magnetic refrigeration ay isang inisyatiba na hinihimok ng pangangailangan na i-optimize ang mga gastos sa enerhiya, gayundin ang pagnanais na lumikha ng isang renewable energy source. na environment friendly. Kung ikukumpara sa kasalukuyang sistema ng paglamig, ang teknolohiya ay may tatlong pakinabang. Una, mababawasan ng kalahati ang mga gastos sa enerhiya kumpara sa mga tradisyonal na klasikal na sistema, kaya napakabisa ng bagong teknolohiya. Pangalawa, ang epekto sa kapaligiran ay magiging medyo mababa dahil gumagamit ito ng tubig bilang gumaganang likido, na inaalis ang pangangailangan para sa mga nakakapinsalang sangkap tulad ng CFC at ammonia. Ang ikatlong pangunahing bentahe ay ang kawalan ng ingay. Ito ay isang tahimik na produkto dahil hindi ito gumagamit ng compressor tulad ng tradisyonal na teknolohiya.

Prototype ng magnetic refrigerator

Ano ang gumaganang mekanismo ng sistema ng paglamig na ito?

Ang researcher na si Sergiu Lionte, na dumating sa France matapos makatanggap ng scholarship at gustong makilahok sa pagbuo ng ambisyosong proyekto, ay nagpapaliwanag na ang sistema ay batay sa magnetocaloric effect. "Ang epektong ito ay pag-aari ng ilang mga magnetic na materyales na uminit kapag inilagay sa isang alternating magnetic field. Ang LGeCo laboratory ng National Institute of Applied Sciences INSA sa Strasbourg, ay gumagamit ng isang apat na hakbang na konsepto na nag-o-optimize ng epekto na ito sa loob ng isang paikot na proseso at ginagamit kapag pinapalamig:

Kaya sa unang yugto, ang isang magnetocaloric na materyal na inilagay sa isang malakas na magnetic field ay pinainit. Ang init ay kasunod na inalis sa pamamagitan ng coolant. Ang gumaganang likido ay sumisipsip ng init at pinapalamig ang magnetocaloric na materyal. Sa ikatlong yugto, ang materyal ay tinanggal mula sa magnetic field at pinalamig, ngunit dahil ito ay bahagyang pinalamig ng likido, ang temperatura nito ay bumaba sa ibaba ng paunang temperatura. Sa huling hakbang, ang pagkakaiba ng temperatura na ito ay ipinadala sa kapaligiran na gusto naming palamig, sa aming kaso ang refrigerator. Pagkatapos, ang temperatura ng materyal ay tumaas muli sa paunang temperatura, ang proseso ay maaaring ipagpatuloy.

Ang prinsipyo ng pagpapatakbo ng parehong mga sistema ng paglamig - magnetic at batay sa compression ng singaw

Ang magnetocaloric na materyal na ginamit sa prosesong ito, Gadolinium, ay isang bihirang natural na elemento. Ang mga kasosyong nagtatrabaho sa proyekto, na kinabibilangan din ng tagapananaliksik ng Romania, ay gumagamit ng Lantan, isang mas mataas na elemento kaysa sa Gadolinium, upang gumawa ng ilang haluang metal.

Ang magnetic cooling system ay kasalukuyang binuo bilang bahagi ng MagCool project na binuo ng National Institute of Applied Sciences INSA sa Strasbourg, France, kasama ang Cooltech at iba pang mga kasosyo tulad ng AMES Laboratory, USA, Riso Laboratory mula sa Technical University of Denmark at Imperial College London, England. Ang apat na nangungunang manlalaro sa mundo ay nasa isang matinding labanan. Ang tanong ay: sino ang unang magdadala ng mga yunit ng pagpapalamig batay sa teknolohiyang ito sa merkado?

Ang tanging disbentaha ay ang mataas na halaga ng mga magneto at magnetocaloric na materyales, ngunit ito ay mawawala pagkatapos ng industriyalisasyon ng produkto, dahil ang demand ay mataas, ang presyo ng yunit ay babagsak.

Ang impormasyong ito ay natanggap mula kay Dr. Eng.

Kung nagustuhan mo ang materyal na ito, pagkatapos ay nag-aalok kami sa iyo ng isang seleksyon ng mga pinakamahusay na materyales sa aming site ayon sa aming mga mambabasa. Makakahanap ka ng seleksyon ng mga TOP na materyales tungkol sa mga prinsipyo ng ecotourism, mga ruta ng turista, pagsusuri at pagsusuri ng mga panukala kung saan ito ay pinaka-maginhawa para sa iyo.

Magnetic na paglamig

isang paraan ng pagkuha ng mga temperatura sa ibaba 1 K sa pamamagitan ng adiabatic demagnetization ng mga paramagnetic substance. Iminungkahi ni P. Debye (Tingnan ang Debye) at ang American physicist na si W. Gioc (1926); unang ipinatupad noong 1933. M. o. - isa sa dalawang praktikal na ginagamit na pamamaraan para sa pagkuha ng mga temperatura sa ibaba 0.3 K (ang iba pang paraan ay ang paglusaw ng likidong helium 3 He sa likido 4 He).

Para kay M. o. ang mga asin ng mga bihirang elemento ng lupa (halimbawa, gadolinium sulfate), chromium potassium, ferroammonium, chromium methyl ammonium alum at isang bilang ng iba pang mga paramagnetic na sangkap ay ginagamit. Ang kristal na sala-sala ng mga sangkap na ito ay naglalaman ng mga Fe, Cr, Gd ions na may hindi kumpletong mga shell ng elektron at isang non-zero intrinsic magnetic moment (Spin ohm). Ang mga paramagnetic ions ay pinaghihiwalay sa kristal na sala-sala ng isang malaking bilang ng mga non-magnetic na atomo. Ito ay humahantong sa katotohanan na ang magnetic interaction ng mga ions ay lumalabas na mahina: kahit na sa mababang temperatura, kapag ang thermal motion ay makabuluhang humina, ang mga puwersa ng pakikipag-ugnayan ay hindi kaya ng pag-order ng isang sistema ng random oriented spins. Sa pamamaraan ni M medyo malakas ang ginagamit (medyo ang magnetic cooling ke) panlabas na magnetic field, kung saan, sa pamamagitan ng pag-order ng direksyon ng mga spins, magnetizes ang paramagnet. Kapag ang panlabas na patlang ay naka-off (demagnetization ng paramagnet), ang mga spin, sa ilalim ng impluwensya ng thermal motion ng mga atoms (ions) ng kristal na sala-sala, ay muling nakakakuha ng isang magulong oryentasyon. Kung ang demagnetization ay isinasagawa nang adiabatically (sa ilalim ng mga kondisyon ng thermal insulation), pagkatapos ay bumababa ang temperatura ng paramagnetic (tingnan ang Magnetocaloric effect).

Proseso M. o. Nakaugalian na ilarawan ang temperatura sa isang thermodynamic diagram sa mga coordinate T- entropy S (kanin. 1 ). Ang pagkuha ng mababang temperatura ay nauugnay sa pagkamit ng mga estado kung saan ang sangkap ay may mababang halaga ng entropy (Tingnan ang Entropy) . Ang entropy ng isang mala-kristal na paramagnet, na nagpapakilala sa kaguluhan ng istraktura nito, ay iniambag ng mga thermal vibrations ng mga atomo ng crystal lattice ("thermal disorder") at misorientation ng mga spins ("magnetic disorder"). Sa T® 0 lattice entropy S pesh mas mabilis na bumababa kaysa sa entropy ng spin system S mag, Kaya S pesh sa mga temperatura T S Magn. Sa ilalim ng mga kundisyong ito, nagiging posible na isagawa ang M. o.

Ikot M. o. ( kanin. 1 ) ay binubuo ng 2 yugto: 1) isothermal magnetization (linya AB) at 2) adiabatic demagnetization ng paramagnet (linya BV). Bago ang magnetization, ang temperatura ng paramagnetic na materyal ay nabawasan sa T Ang magnetic cooling ay 1 K at pinananatiling pare-pareho sa buong 1st stage ng magnetic field. Ang magnetization ay sinamahan ng paglabas ng init at pagbaba ng entropy sa isang halaga S H. Sa ika-2 yugto ng M. o. thermal motion, pagsira sa pag-order ng spin, ay humahantong sa isang pagtaas S mag. Gayunpaman, sa panahon ng proseso ng adiabatic demagnetization, ang entropy ng paramagnet sa kabuuan ay hindi nagbabago. Taasan S mag nabayaran ng pagbaba S pesh, iyon ay, sa pamamagitan ng paglamig ng paramagnetic.

Tinutukoy ng interaksyon ng mga spin sa isa't isa at sa crystal lattice (interaksyon ng spin-lattice) ang temperatura kung saan nagsisimula ang isang matalim na pagbaba sa curve S mag sa T® 0 at M. o. Ang mas mahina ang pakikipag-ugnayan ng mga spins, ang mas mababang temperatura ay maaaring makuha sa pamamagitan ng paraan ng magnetic resonance. Ginagawang posible ng mga paramagnetic salt na ginagamit para sa magnetic refrigeration na maabot ang magnetic cooling temperature na 10 -3 K.

Ang makabuluhang mas mababang temperatura ay nakamit gamit ang paramagnetism hindi ng mga atomo (ions), ngunit ng atomic nuclei. Ang mga magnetic moment ng nuclei ay humigit-kumulang isang libong beses na mas maliit kaysa sa spin magnetic moments ng mga electron, na tumutukoy sa mga sandali ng paramagnetic ions. Samakatuwid, ang pakikipag-ugnayan ng mga nuclear magnetic moment ay mas mahina kaysa sa pakikipag-ugnayan ng mga sandali ng ion. Para sa magnetization hanggang sa saturation ng sistema ng nuclear magnetic moments kahit sa T= 1 K malakas na magnetic field ang kinakailangan (Magnetic cooling 10 7 eh). Sa pagsasagawa, ang mga patlang ng 10 5 Oe ay ginagamit, ngunit pagkatapos ay kinakailangan ang mas mababang temperatura (Magnetic cooling 0.01 K). Sa paunang temperatura ng Magnetic cooling na 0.01 K, sa pamamagitan ng adiabatic demagnetization ng sistema ng nuclear spins (halimbawa, sa sample na tanso), posibleng maabot ang temperatura na 10 -5 -10 -6 K. Hindi ang kabuuan ang sample ay pinalamig sa temperaturang ito. Ang resultang temperatura (ito ay tinatawag na spin temperature) ay nagpapakilala sa intensity ng thermal motion sa sistema ng nuclear spins kaagad pagkatapos ng demagnetization. Ang mga electron at ang crystal lattice ay nananatili pagkatapos ng demagnetization sa paunang temperatura Magnetic cooling 0.01 K. Ang kasunod na pagpapalitan ng enerhiya sa pagitan ng mga sistema ng nuclear at electron spins (sa pamamagitan ng spin-spin interaction (Tingnan ang Spin-spin interaction)) ay maaaring humantong sa isang maikling- term cooling ng buong substance sa T Magnetic cooling 10 -4 K. Ang mababang temperatura ay sinusukat (Magnetic cooling 10 -2 K at mas mababa) gamit ang magnetic thermometry method (Tingnan ang Magnetic thermometry). Halos M. o. isinasagawa sa sumusunod na paraan ( kanin. 2 , A). Ang isang bloke ng paramagnetic salt C ay inilalagay sa mga suspensyon na gawa sa isang materyal na may mababang thermal conductivity coefficient sa loob ng chamber 1, na nakalubog sa Cryostat 2 na may likidong helium 4 He. Sa pamamagitan ng pagbomba ng singaw ng helium, ang temperatura sa cryostat ay pinananatili sa 1.0-1.2 K (ang paggamit ng likido 3 Hinahayaan niya ang paunang temperatura na bawasan sa 0.3 K). Ang init na inilabas sa asin sa panahon ng magnetization ay inililipat sa liquid helium sa pamamagitan ng gas filling chamber 1. Bago patayin ang magnetic field, ang gas mula sa chamber 1 ay pumped out sa pamamagitan ng valve 4 at sa gayon ang salt block C ay thermally insulated mula sa liquid helium. Pagkatapos ng demagnetization, ang temperatura ng asin ay bumababa at maaaring umabot ng ilang libo ng isang degree. Sa pamamagitan ng pagpindot sa isang sangkap sa isang bloke ng asin o pagkonekta ng isang sangkap sa isang bloke ng asin na may isang bundle ng manipis na mga wire na tanso, maaari mong palamigin ang sangkap sa halos parehong temperatura. Ang pinakamababang temperatura ay nakuha sa pamamagitan ng paraan ng dalawang yugto M. o. ( kanin. 2 , b) . Una, ang adiabatic demagnetization ng asin C ay isinasagawa at ang pre-magnetized na asin D ay pinalamig sa pamamagitan ng isang thermal switch (heat-conducting jumper) K. Pagkatapos, pagkatapos buksan ang key K, ang asin D ay demagnetize, na pinalamig sa isang temperatura makabuluhang mas mababa kaysa sa nakuha sa bloke ng asin C. Ang thermal switch sa mga pag-install ng inilarawan na uri ay karaniwang isang wire na gawa sa isang superconducting substance, ang thermal conductivity na kung saan sa normal at superconducting states sa T Magnetic cooling 0.1 K ay nagkakaiba ng marami beses. Ayon sa scheme kanin. 2 , b nagsasagawa rin sila ng nuclear demagnetization na may pagkakaiba na ang asin D ay pinalitan ng isang sample (halimbawa, tanso), para sa magnetization kung saan ang isang larangan ng ilang sampu ng lakas ay inilapat ke.

M. O. malawakang ginagamit sa pag-aaral ng mababang temperatura na mga katangian ng likidong helium (superfluidity (Tingnan ang Superfluidity) at iba pa), quantum phenomena sa solids (halimbawa, superconductivity (Tingnan ang Superconductivity)) , phenomena ng nuclear physics, atbp.

Lit.: Vonsovsky S.V., Magnetism, M., 1971, p. 368-382; Physics ng mababang temperatura, sa ilalim ng pangkalahatang pag-edit ng A. I. Shalnikov, pagsasalin mula sa English, M., 1959, p. 421-610; Mendelson K., On the way to absolute zero, pagsasalin mula sa English, M., 1971; Ambler E. at Hudson R.P., Magnetic cooling, Advances in Physical Sciences, 1959, vol 67, v. 3.

A. B. Fradkov.

kanin. 1. Entropy diagram ng magnetic cooling process (S - entropy, T - temperatura). Curve S 0 - pagbabago sa entropy ng gumaganang sangkap na may temperatura na walang magnetic field; S n - pagbabago sa entropy ng isang sangkap sa isang larangan ng lakas H; Sresh - entropy ng crystal lattice (Sresh Magnetic cooling T 3): Tcon - huling temperatura sa magnetic cooling cycle.

Great Soviet Encyclopedia. - M.: Encyclopedia ng Sobyet. 1969-1978 .

Tingnan kung ano ang "Magnetic cooling" sa iba pang mga diksyunaryo:

Paraan ng pagkuha ng temperatura p sa ibaba 1 K sa pamamagitan ng adiabatic. paramagnetic demagnetization sa sa. Iminungkahi ni P. Debye at Amer. physicist na si W. Gioc (1926); unang ipinatupad noong 1933. M. o. isa sa dalawang praktikal na ginagamit na pamamaraan para sa pagkuha ng mga temperatura p sa ibaba 0.3 K... ... Pisikal na encyclopedia

- (adiabatic demagnetization) isang pagbaba sa temperatura ng mga paramagnetic na materyales na matatagpuan sa isang malakas na magnetic field kapag ang field ay mabilis na naka-off (tingnan ang Magnetocaloric effect); ay nangyayari bilang isang resulta ng paggasta ng panloob na enerhiya ng paramagnet sa... ... Malaking Encyclopedic Dictionary

magnetic cooling- - [Ya.N.Luginsky, M.S.Fezi Zhilinskaya, Yu.S.Kabirov. English-Russian na diksyunaryo ng electrical engineering at power engineering, Moscow, 1999] Mga paksa ng electrical engineering, mga pangunahing konsepto EN magnetic cooling ...

- (adiabatic demagnetization), isang pagbaba sa temperatura ng mga paramagnetic na materyales na matatagpuan sa isang malakas na magnetic field kapag ang field ay mabilis na naka-off (tingnan ang Magnetocaloric effect); ay nangyayari bilang isang resulta ng paggasta ng panloob na enerhiya ng paramagnet sa... ... Encyclopedic Dictionary

magnetic cooling- magnetinis aušinimas statusas T sritis fizika atitikmenys: engl. magnetic cooling vok. magnetische Kühlung, f rus. magnetic cooling, n pranc. refroidissement magnétique, m … Fizikos terminų žodynas

- (adiabatic demagnetization), isang pagbaba sa temperatura ng mga paramagnet na matatagpuan sa isang malakas na magnetic field. field, kapag mabilis na naka-off ang field (tingnan ang kasalukuyang epekto ng Magni); ay nangyayari bilang resulta ng mga panloob na gastos. paramagnetic energy para sa disorientation... ... Likas na agham. Encyclopedic Dictionary

nuclear magnetic cooling- - [A.S. Goldberg. English-Russian energy dictionary. 2006] Mga Paksa: enerhiya sa pangkalahatan EN nuclear magnetic coolingNMC ... Gabay sa Teknikal na Tagasalin

Isang force field na kumikilos sa mga gumagalaw na electric charge at sa mga katawan na may magnetic moment (Tingnan ang Magnetic moment), anuman ang estado ng paggalaw nito. Ang magnetic field ay nailalarawan sa pamamagitan ng magnetic induction vector B, na tumutukoy sa: ... ...

Paglamig ng mga sangkap para sa layunin ng pagkuha at praktikal na paggamit ng mga temperatura sa ibaba 170 K. G. o. ay ibinibigay ng mga gumaganang substance na ang kritikal na temperatura ay mas mababa sa 0°C (273.15 K), hangin, nitrogen, helium, atbp. Lugar ... Great Soviet Encyclopedia

Thermal na proseso Ang artikulo ay bahagi ng parehong pangalan ... Wikipedia

Yugto ng kampeonato sa laro ng negosyo na "Iron Entrepreneur"

TvGU, Tver, 5-6 Disyembre 2014

MGA BAGONG SOLID STATE MAGNETIC REFRIGERATOR

Paglalarawan ng teknolohiya:

SA
Ang magnetic cooling technology ay batay sa magnetocaloric effect (MCE). Ang FEM ay nagpapahiwatig ng pagbabago sa temperatura sa karamihan ng mga magnetic na materyales kapag nagbabago ang panlabas na magnetic field, i.e. Karamihan sa mga magnetic na materyales ay umiinit kapag na-magnet at lumalamig kapag na-demagnetize. Kaya, batay sa FEM, posible na lumikha ng mga magnetic refrigerator - mga makina kung saan ang mga magnetic na materyales ay kumikilos bilang mga gumaganang likido sa halip na gas, at ang mga proseso ng magnetization o demagnetization ay ginagamit sa halip na mga proseso ng compression o pagpapalawak.

Siklo ng pagpapalamig ng vapor compression. Siklo ng magnetic refrigeration

Kwento:

Noong 1905, si Langevin ang unang nagpakita na ang isang pagbabago sa magnetization ng isang paramagnetic na materyal ay nagiging sanhi ng mga pagbabago sa temperatura sa pangkalahatan. Iminungkahi nina Peter Debye (1926) at William Gioc (1927) ang paggamit ng nababaligtad na mga pagbabago sa temperatura sa isang paramagnetic na asin upang makagawa ng mababang temperatura sa pamamagitan ng adiabatic demagnetization. Ang unang pang-eksperimentong magnetic cooling device batay sa FEM ay iminungkahi ni Brown noong 1979.

Matagumpay na nagamit ang magnetic cooling technology upang makakuha ng napakababang temperatura at isang magandang paraan ng paglamig sa mga temperaturang malapit sa temperatura ng silid.

Mga kalamangan at limitasyon ng teknolohiya:

Ang gumaganang likido ng mga magnetic refrigerator ay mga solidong magnetic na materyales na may mababang toxicity na madaling ma-recycle. Ang mga magnetic refrigerator na tumatakbo sa temperatura ng silid ay mas mainam mula sa isang kapaligiran na pananaw, dahil hindi sila gumagamit ng pabagu-bago ng likido na nagpapalamig, na may negatibong epekto sa kapaligiran ng Earth. Ang pagpapalit ng mga tradisyonal na cycle gamit ang mga likidong nagpapalamig (freon) na may solid-state magnetic-thermal cycle ay makabuluhang bawasan ang pagkonsumo ng enerhiya sa sektor na ito ng ekonomiya (ang tinantyang kahusayan ay lumampas sa tradisyonal na mga teknolohiya sa paglamig ng 30-40%). Ang teknolohiyang ito ay kasama sa pitong pinaka-promising na teknolohiya ng enerhiya para sa pagbabawas ng pagkonsumo ng enerhiya sa isang planetary scale. Sa wakas, ang lahat ng solid-state magnetic cooler ay mayroon ding iba pang mga pakinabang: kaginhawahan at kadalian ng operasyon, kawalan ng ingay, at kalayaan mula sa oryentasyon sa kalawakan.

Ang mga magnetic refrigerator ay may kalamangan kapag kailangan mo ng isang compact na aparato na maaaring mag-pump ng malaking halaga ng thermal energy sa maikling panahon. Ang mga sistema ng paglamig batay sa FEM ay may kaugnayan hindi lamang para sa mga domestic kundi pati na rin sa mga pang-industriya na aplikasyon - lalo na para sa paglikha ng maaasahan at murang mga sistema ng paglamig sa mga server at data center. Maaaring gamitin ang mga magnetic cooling device sa iba't ibang larangan, tulad ng hydrogen liquefaction, air conditioning, automobile cooling system, atbp.

Siyempre, ang mga solid-state magnetic refrigeration machine ay mayroon ding mga disadvantages, tulad ng mataas na halaga ng mga materyales na ginamit at ang teknolohikal na kumplikado ng pagmamanupaktura. Bilang karagdagan, ang mga magnetic refrigerator ay may makitid na hanay ng temperatura ng paglamig, na humahantong sa pagbuo ng mas kumplikadong mga disenyo ng operating.

Ngayon, maraming trabaho ang ginagawa sa buong mundo upang bumuo at lumikha ng isang pang-industriyang prototype ng isang magnetic refrigerator. Nakamit ang magagandang resulta ng mga higanteng teknolohiya tulad ng General Electrics, Philips, BMW, Camfridge, Cooltec, Delta Electronics/BASF Future Business/TU Delft at Astronautics. Noong 2014 lamang, inihayag ng General Electrics ang paggawa ng mga unit ng pagpapalamig batay sa magnetocaloric effect at nagpakita ng pilot installation. Sa ngayon, humigit-kumulang 40 mga prototype ng magnetic refrigerator ang nalikha sa buong mundo. Gayunpaman, hindi lahat ng mga ito ay idinisenyo upang ipakita ang pagiging epektibo at napakalaking potensyal ng magnetic cooling technology.

Patakaran sa pagpepresyo:

Ang tinantyang presyo ng magnetic refrigerator prototype ay 50,000 rubles.

Quests:

Gumawa ng isang produkto/serbisyo/aplikasyon batay sa teknolohiyang inilarawan at gawin ang modelo ng negosyo nito.

Isaalang-alang ang mga sumusunod na gawain:

Bumuo ng scheme ng pamamahagi ng produkto at mga paraan upang pasiglahin ang mga benta.

Anong karagdagang halaga ng customer ang dinadala ng serbisyo o produkto na iyong inaalok?

Paano magdala ng produkto/serbisyo sa merkado? Sino ang magiging unang mga kliyente?

Mga katangian ng pagganap at mga tampok ng disenyo ng pinakamahusay na mga prototype ng magnetic refrigerator ngayon

(petsa ng anunsyo)		Zimm et al., Astronautics Corp.	America, Madison, Wisconsin, USA (2003) Tura at Rowe Univ. Victoria	Victoria, Canada (2007)	M. Balli, Switzerland (2013)
General Electric	Uri ng operating circuit at maximum na dalas ng pagpapatakbo (Hz)	Piston, Stirling cooling cycle	Piston, Stirling cooling cycle	Rotary, 4	Piston, 0.5
Rotary Uri ng magnetic system at V max (T); Max. kapangyarihan ng paglamig (W);	Max. T(K)	Superconducting magnet, 7	Mga permanenteng magnet, 1.5	Mga permanenteng magnet, 1.47	Permanenteng magneto 1.45
Permanenteng magneto 1.25	Ang gumaganang likido at materyal na coolant	1mm Gd plates, coolant - 20% solusyon ng alkohol at tubig	Mga Sphere ng Gd, GdEr 0.25-0.5 mm, coolant – tubig na may mga inhibitor	Gd flakes, 0.6 mm, coolant – tubig.	Gd mga plato
Gd pulbos

Mga Ilustrasyon Ang mga atom ng paramagnetic na sangkap ay may permanenteng magnetic moment. Sa kawalan ng panlabas na magnetic field bilang resulta ng thermal motion, ang mga sandaling ito ay random na nakatuon. Ang quantitative measure ng naturang estado ay entropy, na sa kasong ito ay tinatawag na magnetic entropy S M. Ayon sa prinsipyo

Boltzmann

S M = k, (47)

Kapag naitatag na ang equilibrium, ang helium ay aalisin at ang sample ay thermally insulated at sasailalim sa mabagal na adiabatic demagnetization, kung saan ang magnetic entropy nito ay muling tumaas ng DS.

kanin. 17

Ang ganitong pagtaas sa entropy ay nangangailangan ng supply ng init, ang pinagmulan nito ay mga thermal vibrations lamang ng sala-sala. Bilang resulta, bumababa ang temperatura ng sample (Larawan 17). Sa ganitong paraan, nakamit ang mga temperatura sa ibaba 0.001 K.

Habang lumalapit ang temperatura sa absolute zero, bumababa ang kapasidad ng init sa zero at, samakatuwid, ang pagbaba ng temperatura ay maaaring maging makabuluhan. Debye at Jiok iminungkahi na gumamit ng reversible adiabatic demagnetization upang mapababa ang sample na temperatura habang papalapit ito sa absolute zero. Ang pamamaraang ito ay naging pangunahing isa para sa pagkuha ng mga ultra-mababang temperatura.

Ang ilang mga paramagnetic salt ay ginagamit bilang isang paramagnetic agent, halimbawa, alum, kung saan ipinakilala ang mga ion ng mga elemento ng paglipat ng pangkat na bakal. Ang paramagnetic na asin ay inilalagay sa isang malakas na magnetic field, na paunang pinalamig sa temperatura ng helium (~4.2 K), at pagkatapos ay ang magnetic field ay aalisin. Ginawang posible ng pamamaraang ito na makamit ang mga temperatura na ~3×10 - 3 K.

Kung, sa halip na mga elektroniko, gumagamit kami ng mga "nuclear" na paramagnet, kung saan ang paramagnetism ay tinutukoy ng oryentasyon ng mga magnetic moment ng atomic nuclei, kung gayon ang mga temperatura ng ~10 - 5 K ay maaaring makuha.

Inihayag ng General Electric ang pagpapalabas ng mga cooling unit batay sa magnetocaloric effect at nagpakita ng isang prototype. Walang mga likidong nagpapalamig o compressor sa yunit na ito. Wala ring mga thermoelectric converter, kaya kilala sa mga refrigerator ng kotse, kagamitan para sa mga turista at mga system na nagpapalamig ng mga computer.

Ang disenyo ng isang magnetic refrigerator ay medyo simple. Ang isang bagay, kapag pinalamig, ay naglilipat ng init nito sa mga metal plate. Nakikipag-ugnayan sila sa coolant, kung saan nangyayari ang mga paikot na pagbabago sa ilalim ng impluwensya ng isang magnetic field.

Para sa pananaliksik sa laboratoryo, mayroong isang buong listahan ng mga sangkap na angkop para sa papel ng coolant sa isang magnetic refrigerator. Kasama sa listahang ito ang Ferro, Antiferro, at ferrimagnets, ngunit ang pangunahing magnetocaloric effect ay pinakamaganda sa ilang partikular na paramagnet.

Dito maaari naming i-highlight, siyempre, depende sa partikular na gawain, ang pangunahing coolant ay isang paramagnetic na materyal na may iba't ibang mga pinagsama-samang katangian. Ang pinaka-angkop na aplikasyon ay nitric oxide o aluminyo.

Ang mga paramagnet ay may mga polar molecule, na nangangahulugang mayroon silang magnetic field. Ang mga ito ay karaniwang random na nakatuon dahil sa thermal interaction. Ayon sa panlabas na magnetic field, mas matatagpuan ang mga ito sa direksyon ng magnetic lines. Dahil dito, ang mga paramagnet ay pansamantalang iniutos mula sa loob. Ang isang nababaligtad na pagbaba sa entropy ay nabuo, na humahantong sa isang pagbaba sa temperatura.

Sa eksperimento, ang epekto ay malinaw na nakikita sa ilalim ng adiabatic na mga kondisyon - ito ay kapag mayroong isang heat-insulating shell sa labas ng paramagnetic na materyal. Kung ang shell ay tinanggal, ang temperatura ay magiging katumbas ng kapaligiran. Sa ilalim ng impluwensya ng isang alternating magnetic field, ang mga paramagnetic na materyales ay nagsisimulang mag-ipon ng init (pagpababa ng temperatura ng hangin at mga katawan sa malapit), at pagkatapos ay ilipat ito sa radiator. Pagkatapos ang init, tulad ng sa anumang refrigerator, ay napupunta sa kapaligiran.

Ang mga yunit ng paglamig batay sa magnetocaloric effect ay naaangkop hindi lamang sa isang domestic, kundi pati na rin sa isang pang-industriya na sukat - ibig sabihin, para sa produksyon ng mga mababang gastos at maaasahang mga sistema ng paglamig sa mga sentro ng data at mga silid ng server. Ayon sa may-akda ng pag-aaral, ito ang landas sa isang rebolusyon sa mga sistema ng paglamig.

Ang ideya ng paglikha ng mga magnetic refrigerator ay umiral nang mahabang panahon. Inilarawan ng propesor sa unibersidad ng Aleman na si Emil Warburg ang mga thermal manifestations sa mga paramagnet noong 1881. Ang gawaing ito ay hindi ginamit nang mahabang panahon dahil sa mababang produktibidad ng mga pag-install.

Pagkaraan ng isang siglo, noong 1980, sa wakas ay nakuha ng mga mananaliksik sa Los Alam Laboratory (USA) ang ninanais na magnetocaloric effect gamit ang isang mamahaling magnet na may superconducting winding.

Ang mga sistemang ito ay ginawa kamakailan na katanggap-tanggap sa ekonomiya sa pamamagitan ng paggamit ng mga bagong materyales at isang diskarte sa pagpapatupad ng naturang pagpapalitan ng init. Iminumungkahi ng GE na huwag maglapat ng alternating magnetic field gamit ang inductive coils, ngunit gumamit ng umiikot na permanenteng neodymium magnet.

Binabawasan ng pamamaraang ito ang mga gastos sa enerhiya at ginagawang posible na makagawa ng mga matipid na magnetic refrigerator. Ayon sa magagamit na data, ang mga ito ay 20% na mas mahusay sa enerhiya kaysa sa maginoo na mga sistema ng paglamig. Bagama't mayroon lamang pang-eksperimentong modelo ng device, madali na itong nag-freeze ng tubig sa yelo.