近期，包頭稀土研究院“復合式永磁室溫磁制冷機的研制”項目榮獲內(nèi)蒙古自治區(qū)科學技術進步一等獎。磁制冷項目組成立于1999年，主要從事室溫磁制冷機、磁制冷機用磁場系統(tǒng)及稀土基室溫磁制冷材料的研究開發(fā)工作。
包頭稀土研究院室溫磁制冷機已歷經(jīng)了四代的研發(fā)，即磁液體制冷機，往復式永磁磁制冷機，旋轉(zhuǎn)式永磁磁制冷機，復合式永磁室溫磁制冷機的研發(fā)。第四代復合式永磁室溫磁制冷機是在往復式磁制冷機和旋轉(zhuǎn)式磁制冷機的基礎上開發(fā)的。往復式室溫磁制冷機因其循環(huán)頻率受原理限制，無法達到更高的制冷效率。而旋轉(zhuǎn)式室溫磁制冷機雖然能夠達到很高的頻率，但是其熱交換系統(tǒng)復雜，故障率高。為了避免這些缺點，第四代復合式制冷機利用雙旋轉(zhuǎn)永磁磁場系統(tǒng)來代替上述兩類室溫磁制冷機中常用的固定永磁磁場系統(tǒng)，而熱交換仍采用往復式，這樣既可以保證室溫磁制冷機的熱交換系統(tǒng)簡單可靠，又能夠使頻率大幅度提高。
目前，復合式室溫磁制冷機已實現(xiàn)一體化，可以搭載大于100L的制冷空間，最大制冷溫差26℃，冷端最低溫度可達-6.5℃，磁制冷機制冷功率的計算值為1000W，可將罐裝啤酒從25℃冷卻到5℃，可以滿足冷藏要求，初步具備實用性，該成果已達到國際先進水平?；谠搹秃鲜酱胖评錂C的研究成果，稀土研究院正在進行商業(yè)化磁制冷冷藏柜的小批量開發(fā)。同時稀土研究院也非常注重知識產(chǎn)權的保護，目前已獲得制冷機專利授權6項。磁制冷機未來的研發(fā)方向是向小型化、輕量化發(fā)展，以降低成本，使其更具優(yōu)勢，滿足市場化要求。
磁制冷機的研發(fā)離不開磁制冷材料及磁場系統(tǒng)的研發(fā)，磁制冷材料是磁制冷研發(fā)的關鍵部分，而磁場系統(tǒng)則決定了磁制冷機的形式及尺寸。稀土院研發(fā)了Gd系及La(FeCoSi)13、LaCe(FeSi)13系磁制冷材料及球形顆粒、片狀、槽型等各類型磁工質(zhì)，已能夠小批量生產(chǎn)，并為國內(nèi)外提供了產(chǎn)品。同時，設計研制了各類型磁制冷機用磁場系統(tǒng)，磁場強度最大可達2.0T，為美國、荷蘭、西班牙、巴西、德國、韓國等國家及國內(nèi)提供了產(chǎn)品。磁制冷項目的研發(fā)對擴大NdFeB應用領域、Le、Ce、Gd等稀土資源的綜合利用、推動稀土產(chǎn)業(yè)的平衡和可持續(xù)發(fā)展具有重要的意義。
