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傳統制冷劑氟利昂有望“退役”

 　　“我們研究的最大成果就是攻克了稀土基磁制冷材料的批量生產，讓水等環保介質換熱，使完全擯棄氟利昂制冷劑成為可能。”日前，中國科學院寧波材料技術與工程研究所研究員劉劍介紹說，由其領銜的浙江省自然科學基金項目正式結題，課題組完成了鑭鐵硅合金的定向凝固組織控制和磁制冷性能研究，讓磁制冷技術產業化更近了一步。

 　　近年來，可持續發展對傳統蒸汽壓縮式制冷技術在環保、能效等方面提出了更高要求，發展環境友好、節能高效的新型制冷技術成為有效的解決手段之一。于是，科學家受到磁熱效應——一種變化磁場下磁性材料磁矩有序度發生變化而導致的熱現象的啟發，提出了替代傳統制冷劑氟利昂的新型制冷技術。其原理是在磁性材料被磁化時，磁矩有序度增加，磁熵減小，溫度上升，向外界放出熱量；退磁時，磁性材料磁矩有序度減少，磁熵增加，溫度下降，自外界吸收熱量。

 　　然而在研究中科學家們發現，傳統的磁制冷材料因其本身脆弱等原因，給制備帶來了很大難度。劉劍介紹說，在浙江省自然科學基金的支持下，課題組圍繞“脆”的問題展開了研究，提出了鑭鐵硅合金與高導熱、高韌性金屬共混制備的新型復合材料結構的課題。

 　　經過數以百次的實驗和改性，截至項目結題，課題組在磁制冷材料的應用上取得突破，為磁制冷材料大規模產業化帶來了希望。

 　　此后，劉劍課題組積極接軌企業，先后與橫店東磁、海爾集團等達成合作，圍繞稀土磁制冷材料的產業化做起“文章”。圍繞磁制冷材料關鍵指標，劉劍課題組在鑭鐵硅合金的定向凝固組織控制和磁制冷性能研究項目基礎上，積極引入材料基因工程手段，利用其高通量、大批量一次性制備的優點，在短時間內積累了大量材料結構數據，從而制備出了性能優于國外同類的磁制冷材料。

 　　“在溫區變化上，我們制備材料能夠準確控制在1K以內，遠優于國外3K的指標。”劉劍介紹說，課題組制備的磁制冷材料，在溫度變化、溫區控制、溫度跨度三個關鍵指標上均優于國外同類材料，而價格僅為國外產品的十分之一，受到了企業的高度關注。