稀土院磁制冷技術(shù)研究工作探微
——磁制冷“奧運會”何以青睞包鋼
2010年08月27日 10:56 6369次瀏覽 來源: 包鋼稀土 分類: 新技術(shù) 作者: 吳香玉 秦麗雅
兩年一屆的國際室溫磁制冷會議被業(yè)內(nèi)人士譽為磁制冷界的“奧運會”。作為世界磁制冷的頂級盛會,第四屆國際室溫磁制冷學術(shù)會議決定由稀土院承辦,8月24日召開。為什么國際稀土界如此令人矚目的“奧運會”看好稀土院?“因為在磁制冷技術(shù)方面稀土院科研理念前瞻、研究成果豐碩、技術(shù)水平居前。”稀土院磁制冷課題組組長黃焦宏認為,是稀土院在磁制冷技術(shù)領域所取得的一系列成果,折服了國際制冷學會的委員們。
磁制冷技術(shù)是一項國際在研的高新技術(shù),主要包括磁制冷材料、磁場系統(tǒng)和磁制冷機。與傳統(tǒng)制冷技術(shù)相比,具有高效、低耗、不排放有害氣體等優(yōu)點。由于其潛在應用前景廣闊,日本、美國以及歐盟一些國家均成立由政府資助的研究小組角逐這一技術(shù)領域。1997年,美國一家公司率先制作出一臺能在室溫條件下連續(xù)工作的磁制冷機。但遺憾的是,這臺磁制冷機因為價格昂貴、體積碩大而不能投放市場。
為找到更經(jīng)濟的磁場和制造出更實用的磁制冷機,稀土院依托多年在稀土永磁材料研究上的積累,另辟蹊徑,1997年開始把稀土磁制冷技術(shù)作為一項前瞻性研究課題進行研究。1999年國家科技部和內(nèi)蒙古科技廳對稀土院磁制冷技術(shù)研究工作給予大力支持,科技部撥發(fā)研究經(jīng)費,作為“九五”攻關(guān)項目落戶稀土院。
稀土院磁制冷機研制從時間上分為三個階段。第一階段是2000年前后,主要是做原理機。2002年,稀土院在世界上首次將磁液體磁制冷用于磁制冷機,研制出第一臺液體磁制冷機。雖然這臺設備性能不算穩(wěn)定,溫差也比較小,但稀土院在磁制冷技術(shù)上著實邁出了堅實的一步。從2005年開始為第二個階段,稀土院把實驗室實用型制冷機作為重點。
?。玻埃埃的昴昴?、2006年年初研制出一臺反復式固體磁制冷機,獲得了18攝氏度的溫差,功率達到了35瓦。由于樣機性能國際一流,2006年年底被評為內(nèi)蒙古十大科技進步成果之一。目前稀土院已進入實用型樣機研制階段,為第三個階段。在內(nèi)蒙古科技廳的支持下,稀土院成功制作出一臺旋轉(zhuǎn)式室溫磁制冷機。由于新系統(tǒng)采用磁體系統(tǒng)實現(xiàn)了連續(xù)或間歇運轉(zhuǎn),不僅很好地克服了往復式機頻率低、噪音大、制冷能力低等缺點,而且可使熱交換充分進行,能有效改善制冷效果;由于新系統(tǒng)設計了一套外接式換向分配盤,既簡化了整體結(jié)構(gòu),又解決了旋轉(zhuǎn)式機密封困難等問題,可明顯降低制造成本。目前這一成果已經(jīng)取得國家發(fā)明專利。
與國外其他科研單位、企業(yè)不同,除了磁制冷機外,稀土院是唯一在磁制冷材料、磁場系統(tǒng)和制冷機三個領域同步展開科研并同時取得突出成績的科研單位。經(jīng)過20多年的積累,稀土院在磁制冷材料方面已有產(chǎn)品出口到韓國、瑞士等國家。在磁制冷用磁場系統(tǒng)方面稀土院更有獨到之處,已經(jīng)為美國、荷蘭、西班牙、巴西、瑞士等國家及國內(nèi)一些科研單位制作永磁磁場系統(tǒng)及相關(guān)設備。為了研制磁制冷機所需的磁場系統(tǒng)技術(shù),美國一家公司在全球找了很多單位,因其磁場系統(tǒng)技術(shù)要求高,沒人接單。稀土院根據(jù)自己多年的研究經(jīng)驗,研制出了合格的產(chǎn)品,該公司為此主動追加了研制經(jīng)費。
稀土院在磁制冷技術(shù)上的異軍突起,在很大程度上得益于課題組對“積極開展內(nèi)外交流,緊盯世界技術(shù)前沿”科研理念的踐行。稀土院堅持“走出去學人之長,請進來補己之短”的理念,先后與加拿大Manitoba大學物理與天文系合作進行了“新型磁制冷材料的研究”,與日本三德公司合作開展了“室溫磁制冷材料LaFeSi的研制”,與瑞士西瑞士科技大學合作開展了“室溫磁制冷技術(shù)”,與中科院合作進行“金屬Gd粉體的制備及包覆的研究”。與此同步,包括國家科技部院所基金項目“高場強稀土永磁磁場和磁分離設備的研制”、國家科技部支撐項目“包頭難選復雜氧化鐵礦選礦工藝研究”的子課題和內(nèi)蒙古科技廳攻關(guān)項目“新型室溫磁制冷機的研制”在內(nèi),課題組先后承擔了4項國家級科研項目、8項地方級科研項目、多項國際合作項目,有9個項目榮獲國家、自治區(qū)、包頭市和包鋼科技成果獎,取得和申報國家發(fā)明或?qū)嵱眯滦蛯@保绊?,在國?nèi)外學術(shù)刊物上發(fā)表論文30余篇。由于稀土院磁制冷項目的影響力,國內(nèi)外同行樂于邀請課題組專家到自己科研單位進行學術(shù)交流,慕名到稀土院進行學術(shù)訪問。2010年8月初,美國《科學》雜志派人到稀土院采訪,對稀土院在磁制冷技術(shù)上取得的成績進行了報道。
稀土院在稀土科研方面所取得的成績,引起了國內(nèi)外同行廣泛的關(guān)注,擴大了稀土院、包頭市的影響。雖然有多家國外科研機構(gòu)競爭第四屆國際室溫磁制冷學術(shù)會議承辦權(quán),但他們的成果和影響力與稀土院相比還顯得遜色。
責任編輯:hq
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