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固态相变制冷材料有望取得重大突破

2020-05-06 10:05:27

制冷技术在当今社会工农业生产、日常生活等多个领域应用广泛,这些应用绝大部分依赖传统的气体压缩制冷技术,普遍使用对环境和人体有害的制冷剂。因此,寻求绿色、环保、低能耗的替代制冷方案已经成为学术界和工业界共同努力的方向,其中被认为是Z有希望的替代技术——固态相变制冷技术则因制冷材料的性能无法达到应用要求而阻碍了发展。

 中科院金属所李昺研究员、张志东研究员、任卫军研究员等人选择了一种名为新戊二醇(NPG)的塑晶材料,运用高压热测量技术、高压中子散射技术、高压同步辐射X射线衍射技术等,发现等温熵变较传统固态相变制冷材料高出了一个数量级。研究进一步揭示了塑晶材料出现压卡效应的深层次物理机制——塑晶高度无序,即分子取向不规则,相对较小的压力便能诱导这些结构发生变化,产生大幅度的熵变化。

 李昺研究员表示,塑晶材料所需驱动压力小、成本低廉,将塑晶引入固态相变制冷材料研究领域,将丰富新一代制冷技术研究的材料体系,为发现和设计性能更加优异的材料提供了可能。

传统的制冷技术依赖于压缩流体膨胀时发生的热变化,大多数冷却装置通过压缩和膨胀诸如HFC和HC的流体来工作。流体膨胀,温度降低,冷却周围环境。

对于固体,可以通过改变材料的微观结构来实现冷却。这种变化可以通过施加磁场、电场或机械力来实现。几十年来,这种热量效应已经落后于流体中的热效应,但是在新戊二醇(NPG)和其他相关有机化合物的塑料晶体中发现巨大的热量效应使得固态热量效应研究再次出现了生机。

由于其化学键的性质,有机材料更容易压缩,NPG广泛用于油漆,聚酯,增塑剂和润滑剂的合成。海南制冷材料厂家它不仅可以广泛使用,而且价格低廉。

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