中国矿业大学电力工程学院 张冰 王利伟

室温磁制冷技术研究新方向
——磁流体制冷

中国矿业大学电力工程学院 张冰 王利伟

自1976年美国Lewis研究中心的G.V.Brown首次在室温条件下实现了磁制冷以来,磁制冷的温度范围开始提高到室温附近。经过20多年的发展，取得了可喜的成绩。目前，在室温制冷研究领域，国内的许多研究机构大都致力于高磁热效应固体磁性材料的研究和磁制冷机的研制，不过固体磁制冷工质磁热效应不够大、换热速度不够快，制约了磁制冷技术的应用。若将纳米磁性液体作为磁制冷工质，不仅可以放大磁制冷效应，而且可以强化制冷工质与换热流体之间的热交换，对于提高磁制冷效率有着十分重要的作用。因而可以预见以磁流体为制冷工质室温磁流体制冷将有着广阔的发展前景。

一、磁流体制冷的基本原理

纳米磁性液体又称磁流体，是一种对磁场敏感，可流动的液体磁性材料。它由3个部分组成：磁性微粒、基液（也称载液）、表面活性剂。与真的溶液不同，它是把纳米数量级（10纳米左右）的磁性微粒包裹一层长链的表面活性剂，均匀分散在基液中形成的一种稳定的胶体溶液,即使在重力、离心力、磁力作用下也不发生分离。图1为磁流体组成示意图。

无外加磁场时,顺磁性物质的磁离子的排列是杂乱无章的。然而，顺磁性物质消耗功被磁化后，磁离子按一定的顺序与磁场平行地规则排列，使磁矩有序化，磁熵减小，温度上升，并向周围介质放热。……