室溫磁制冷技術研究新方向
——磁流體制冷

中國礦業大學電力工程學院 張冰 王利偉

室溫磁制冷技術研究新方向
——磁流體制冷

中國礦業大學電力工程學院 張冰 王利偉

自1976年美國Lewis研究中心的G.V.Brown首次在室溫條件下實現了磁制冷以來,磁制冷的溫度范圍開始提高到室溫附近。經過20多年的發展，取得了可喜的成績。目前，在室溫制冷研究領域，國內的許多研究機構大都致力于高磁熱效應固體磁性材料的研究和磁制冷機的研制，不過固體磁制冷工質磁熱效應不夠大、換熱速度不夠快，制約了磁制冷技術的應用。若將納米磁性液體作為磁制冷工質，不僅可以放大磁制冷效應，而且可以強化制冷工質與換熱流體之間的熱交換，對于提高磁制冷效率有著十分重要的作用。因而可以預見以磁流體為制冷工質室溫磁流體制冷將有著廣闊的發展前景。

一、磁流體制冷的基本原理

納米磁性液體又稱磁流體，是一種對磁場敏感，可流動的液體磁性材料。它由3個部分組成：磁性微粒、基液（也稱載液）、表面活性劑。與真的溶液不同，它是把納米數量級（10納米左右）的磁性微粒包裹一層長鏈的表面活性劑，均勻分散在基液中形成的一種穩定的膠體溶液,即使在重力、離心力、磁力作用下也不發生分離。圖1為磁流體組成示意圖。

無外加磁場時,順磁性物質的磁離子的排列是雜亂無章的。然而，順磁性物質消耗功被磁化后，磁離子按一定的順序與磁場平行地規則排列，使磁矩有序化，磁熵減小，溫度上升，并向周圍介質放熱。……