鑭鐵硅基合金,通常是指以鑭(La)、鐵(Fe)、鈷(Co)、硅(Si)為主要成分按照一定比例混合制造而成的合金。
制冷技術在多個領域均有應用,在推動社會發展方面起到重要作用。傳統壓縮制冷需要采用制冷劑,隨著科技不斷進步,制冷劑不斷升級迭代,但依然會對環境造成一定影響,且壓縮制冷在效率、能耗等方面依然存在不足。
磁制冷,利用磁性材料的磁熱效應實現制冷,具有優良磁熱效應的材料主要是鐵磁體、順磁體,磁熱效應材料在絕熱條件下,溫度會隨著磁場強度改變而產生變化。與傳統壓縮制冷相比,磁制冷具有制冷效率高、能耗低、振動小、噪聲低、零ODP(臭氧消耗潛勢值)、零GWP(全球變暖潛能值)等優點,因此磁熱效應材料開發受到關注。
通過調整鑭、鐵、鈷、硅的成分比例,可以調控鑭鐵硅基合金的居里溫度,其居里溫度范圍在-80℃到室溫之間;可以引入鈰(Ce)、錳(Mn)等其他元素,來擴大鑭鐵硅基合金的制冷溫區。
在節能環保背景下,鑭鐵硅基合金作為磁制冷材料擁有巨大發展潛力。例如,鑭鐵硅基合金在醫學領域發展空間大。鑭鐵硅基合金制冷裝置可以替代液氮罐,應用在生物樣本保存領域,可以制造便攜式冷藏箱,應用在需要冷鏈運輸的疫苗、藥品運輸方面。
新思界
行業分析人士表示,中國科學院寧波材料所是我國代表性鑭鐵硅基合金研制機構之一,2018年實現了高性能鑭鐵硅磁熱材料的公斤化制備,批量生產的速凝片經過1天時間的退火,可基本獲得純相。
我國鑭鐵硅基合金研究機構與企業還有北京科技大學、四川大學、上海交通大學、中國科學院理化所、橫店集團東磁股份有限公司、佛山市川東磁電股份有限公司、武漢華中曠騰光學科技有限公司等。
2025年4月,武漢華中曠騰光學科技有限公司公開了一項名為“一種用于室溫磁制冷的鑭鐵硅基合金及其制備方法”的發明專利,具有造價低廉、生產周期短、工藝簡單等特點,可以大規模應用在室溫磁制冷領域。
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