德国亥姆霍兹研究中心协会 随着对冷却技术需求的不断增长，能源需求也在稳步增长
此外，传统的冷却系统依赖于具有很高全球变暖潜力的制冷剂
该图显示了堆积在集装箱船上的整体冷藏集装箱
信用:维基共享，许可:CC0 1
0 在《应用物理评论》杂志上，来自巴塞罗那大学、亥姆霍兹-曾特朗德累斯顿-罗森多夫(HZDR)和达姆施塔特大学的一个国际研究小组报道了实施更有效和更环保的制冷过程的可能性
为此，他们研究了同时将某些合金暴露在磁场和机械应力下的效果
过去，研究人员主要关注众所周知的磁热效应，当某些金属和合金暴露在磁场中时，可以观察到这种效应:这些材料自发地改变它们的磁序和温度，这使得它们有望成为磁冷却回路的候选材料
“最近发现，我们可以通过同时添加其他刺激，如力场，或者更具体地说，机械载荷，在某些材料中大大增强这种效应，”博士说
HZDR高磁场实验室的蒂诺·戈特沙尔描述了该团队的方法
小范围的这种多糖类材料是已知的
研究小组选择了一种特殊的镍锰铟合金作为他们实验中最有前途的材料之一
它是一种磁性“形状记忆”合金，其记忆是两种不同晶格转变的结果:如果有外部刺激，如磁场，这些结构会相互变形，导致材料发生明显的变化——例如，明显可见的形状变化并不少见
然而，所选化合物的特殊之处在于，在晶体结构发生变化的特定温度下，化合物的磁性也会突然改变:结构和磁性是强耦合的
定制的测量设备 为了确定高效冷却过程所需的材料特性，巴塞罗那的团队首先开发了一种独特的、专门设计的热量计来测量热量，该热量计能够同时向样品施加磁场和压力
为了做到这一点，科学家们利用了一种熟悉的材料测试方法，并根据他们的目的对其进行了调整，使样本承受单轴机械应力
虽然磁通量密度高达6特斯拉，比地球磁场强120，000倍，但施加的峰值压应力是中等的50兆帕
对于给定的样本量，这个力大致相当于20千克的质量
“人们可以用手施加这种压力
这是未来应用的决定性方面，因为这种可管理的机械负载相对容易实现
巴塞罗那大学的路易斯·马奥萨补充道:“我们面临的挑战是在不改变测量条件的情况下，将压缩应力和应变的精确测量整合到我们的量热计中
" 需要:实际应用的过程控制 评估获得的结果相当复杂
研究人员同时记录了各种参数，如温度变化、磁通量密度、压缩应力和合金在特定温度附近的程序冷却和加热阶段的熵，在特定温度下，给定材料经历晶格相变，导致磁化强度变化
在所使用的合金中，该过程在室温下进行，这对于以后的实际应用也是有利的
测量结果绘制了样本在四维空间中的行为
以有意义的方式绘制这个空间需要大量的实验，从而导致大规模的测量活动
对于教授
英国达姆施塔特大学的奥利弗·古特弗莱施(Oliver Gutfleisch)说，这种努力是值得的:“迄今为止，人们很少研究多种材料中不同刺激的相互作用
我们的镍锰铟合金是迄今为止这类材料中研究得最好的原型化合物
我们的工作填补了它的财产地图上的一些空白
" 现在，科学家们可以务实地评估额外压力负荷的好处——这是ERC先进资助项目酷创新的一个中心研究目标
在商用钕永磁体的冷却循环中，通过同时施加力场，冷却效率可以提高一倍
该团队认为，在为未来寻找其他有前途的冷却材料时，新的工艺也将具有很大的价值
来源：由phyica.com整理转载自PH，转载请保留出处和链接！
