近期，包頭稀土研究院“複合式永磁室溫磁製冷機的研製”項目榮獲內(nèi)蒙古自治區(qū)科學(xué)技術(shù)進步一等獎。磁製冷項目組成立於1999年，主要從事室溫磁製冷機、磁製冷機用磁場系統(tǒng)及稀土基室溫磁製冷材料的研究開發(fā)工作。
包頭稀土研究院室溫磁製冷機已歷經(jīng)了四代的研發(fā)，即磁液體製冷機，往復(fù)式永磁磁製冷機，旋轉(zhuǎn)式永磁磁製冷機，複合式永磁室溫磁製冷機的研發(fā)。第四代複合式永磁室溫磁製冷機是在往復(fù)式磁製冷機和旋轉(zhuǎn)式磁製冷機的基礎(chǔ)上開發(fā)的。往復(fù)式室溫磁製冷機因其迴圈頻率受原理限制，無法達到更高的製冷效率。而旋轉(zhuǎn)式室溫磁製冷機雖然能夠達到很高的頻率，但是其熱交換系統(tǒng)複雜，故障率高。為了避免這些缺點，第四代複合式製冷機利用雙旋轉(zhuǎn)永磁磁場系統(tǒng)來代替上述兩類室溫磁製冷機中常用的固定永磁磁場系統(tǒng)，而熱交換仍採用往復(fù)式，這樣既可以保證室溫磁製冷機的熱交換系統(tǒng)簡單可靠，又能夠使頻率大幅度提高。
目前，複合式室溫磁製冷機已實現(xiàn)一體化，可以搭載大於100L的製冷空間，最大製冷溫差26℃，冷端最低溫度可達-6.5℃，磁製冷機製冷功率的計算值為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準?；对撗}合式磁製冷機的研究成果，稀土研究院正在進行商業(yè)化磁製冷冷藏櫃的小批量開發(fā)。同時稀土研究院也非常注重智慧財產(chǎn)權(quán)的保護，目前已獲得製冷機專利授權(quán)6項。磁製冷機未來的研發(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。
磁製冷機的研發(fā)離不開磁製冷材料及磁場系統(tǒng)的研發(fā)，磁製冷材料是磁製冷研發(fā)的關(guān)鍵部分，而磁場系統(tǒng)則決定了磁製冷機的形式及尺寸。稀土院研發(fā)了Gd系及La(FeCoSi)13、LaCe(FeSi)13系磁製冷材料及球形顆粒、片狀、槽型等各類型磁工質(zhì)，已能夠小批量生產(chǎn)，並為國內(nèi)外提供了產(chǎn)品。同時，設(shè)計研製了各類型磁製冷機用磁場系統(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。磁製冷專案的研發(fā)對擴大NdFeB應(yīng)用領(lǐng)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。
