磁製冷的發展方向是什麼，磁製冷技術的原理是什麼

目前，磁製冷主要用於極低溫和液化氦氣等小型裝置。 雖然由於諸多原因的侷限性，磁製冷的基本理論尚不成熟，但磁製冷因其高效、無汙染的特點，最終將成為未來具有巨大潛力的新型製冷方式，磁製冷迴圈理論的深化將有力地推動磁製冷技術在航天發展和民用技術中的應用。 並為磁製冷開闢了更廣闊的前景。

此外，磁力製冷冰箱也已成功開發。

根據實驗，冰箱和空調機組中使用的製冷劑氟利昂會汙染環境，而採用磁製冷原理製成的冰箱不僅不會破壞環境，而且效率比氟利昂製冷高40%，成本低25%。

此外，磁製冷在航天、核技術等國防領域有著廣泛的應用：在該領域，製冷裝置要求製冷裝置重量輕、振動低噪音、操作方便、可靠性高、工作周期長、工作溫度和製冷量範圍廣。 磁性冰箱完全滿足這些條件，例如用於低溫雷射瞄準的氘顆粒，用於核聚變的氘和氚顆粒，紅外元素的冷卻，磁窗系統的冷卻，掃雷艦超導磁體的冷卻等。

除了觸控螢幕和內建攝像頭等冗餘功能外，基本的製冷技術幾十年來沒有太大變化。 我們仍然可以通過化學製冷劑和壓縮機進行冷卻，現在歐洲研究人員已經展示了一種很有前途的早期冷卻系統，該系統使用磁場和變形的記憶合金進行冷卻。 <>

磁冷卻系統利用磁熱效應工作，即某些材料在暴露於磁場時會改變其溫度。 該技術幾乎與傳統製冷一樣長，但它從未真正應用過，因為裝置的複雜性破壞了能源效率，其中經常使用超導磁體，這需要自己的冷卻系統。

為了解決這個問題，達姆施塔特工業大學和德國工業大學（HZDR）的研究人員使用了磁鐵和特殊合金的獨特組合。 磁鐵含有稀土金屬釹，以及鐵和硼。 該合金是鎳、錳和銦的混合物。

這種組合是使系統實用的關鍵。 這些磁鐵是目前已知的最強永磁體，能夠產生比地球強40,000倍的磁場。 同時，這種特殊的合金在暴露於磁場時會冷卻，此外，它會在變形後恢復到原來的形狀。

利用這種組合，該項目的研究人員開發了乙個六步製冷迴圈。 首先，冷卻元件（合金）暴露在磁場中，這足以使磁化和冷卻僅一毫秒。 然後將合金從磁場中去除，並冷卻任何所需的物質。

當合金公升溫時，它將保持磁化狀態。 接下來，合金被滾子壓縮，使合金更緻密，失去磁性並溫度公升高，當滾筒被移除時，合金在恢復到常溫時恢復到原來的形狀，準備再次開始迴圈。 <>

該專案主要是一項可行性研究，旨在說明SMA如何幫助減少此類裝置所需的永磁體數量。 該團隊表示，這些磁鐵是最昂貴的部分。 “我們已經證明SMA非常適合冷卻迴圈，”該研究的作者Oliver說。

我們需要更少的釹磁鐵，但仍然會產生更強的磁場和相應的更大的冷卻效果。 該團隊計畫在 2022 年之前建立乙個演示單元，以更好地了解該系統如何冷卻物品以及它的能源效率。

磁製冷原理磁製冷是利用磁性材料的磁熱效應來實現製冷的新技術。

與傳統的蒸汽壓縮製冷技術相比，室溫磁製冷技術是一種基於材料物理性質（磁熱效應），以水等環保介質為傳熱流體的固態製冷方法，具有零GWP（全球變暖潛能值）、零ODP（臭氧消耗潛能值）、固有高效率、低噪音、低振動、 等，並有望成為具有重要應用前景的製冷技術之一。

磁冷是利用磁性材料的磁熱效應來實現製冷的新技術，所謂磁熱效應是指當外加磁場發生變化時，磁性材料磁矩的有序排列發生變化，即磁熵發生變化，導致材料本身的吸熱釋放現象。

在沒有外部磁場的情況下，磁性材料中磁矩的方向是混沌的，這表現為材料的磁熵大。 當有外加磁場時，材料中磁矩的方向逐漸趨於相同，表現為材料的磁熵小。 磁製冷的基本原理是，在激勵過程中，磁性材料的磁矩沿磁場方向由無序變為有序，磁熵減小。

在退磁過程中，磁性材料的磁矩沿磁場方向由有序變為無序，磁熵增大。 其次，在絕熱條件下，磁性工作流體與外界之間沒有熱交換，在勵磁和退磁的過敏範圍內，磁場確實作用於材料，使材料的內能發生變化，從而使材料本身的溫度發生變化。

磁冷是利用磁性材料的磁熱效應來實現製冷的新技術，所謂磁熱效應是指當外加磁場發生變化時，磁性材料磁矩的有序排列發生變化，即磁熵發生變化，導致材料本身出現吸熱放熱現象。

在沒有外部磁場的情況下，磁性材料中磁矩的方向是混沌的，這表現為材料的磁熵大。 當有外加磁場時，材料中磁矩的方向逐漸趨於相同，表現為材料的磁熵小。

磁製冷的基本原理如圖所示，在勵磁過程中，磁性材料的磁矩沿磁場方向由無序變為有序，磁熵減小。 在退磁過程中，磁性材料的磁矩沿磁場方向由有序變為無序，磁熵增大，磁性工作流體從外部吸收熱量。

其次，在絕熱條件下，磁性工作流體與外界之間沒有熱交換，在勵磁和退磁過程中，磁場確實作用於材料，使材料的內能發生變化，從而使材料本身的溫度發生變化。