稀土院磁制冷技术研究工作探微

——磁制冷“奥运会”何以青睐包钢

　　两年一届的国际室温磁制冷会议被业内人士誉为磁制冷界的“奥运会”。WWW.cnmN.COM.Cn。作为世界磁制冷的顶级盛会，第四届国际室温磁制冷学术会议决定由稀土院承办，８月２４日召开。WWW.cnmN.COM.Cn。为什么国际稀土界如此令人瞩目的“奥运会”看好稀土院？“因为在磁制冷技术方面稀土院科研理念前瞻、研究成果丰硕、技术水平居前。WWW.cnmN.COM.Cn。”稀土院磁制冷课题组组长黄焦宏认为，是稀土院在磁制冷技术领域所取得的一系列成果，折服了国际制冷学会的委员们。WWW.cnmN.COM.Cn。
　　磁制冷技术是一项国际在研的高新技术，主要包括磁制冷材料、磁场系统和磁制冷机。WWW.cnmN.COM.Cn。与传统制冷技术相比，具有高效、低耗、不排放有害气体等优点。WWW.cnmN.COM.Cn。由于其潜在应用前景广阔，日本、美国以及欧盟一些国家均成立由政府资助的研究小组角逐这一技术领域。WWW.cnmN.COM.Cn。１９９７年，美国一家公司率先制作出一台能在室温条件下连续工作的磁制冷机。WWW.cnmN.COM.Cn。但遗憾的是，这台磁制冷机因为价格昂贵、体积硕大而不能投放市场。WWW.cnmN.COM.Cn。
　　为找到更经济的磁场和制造出更实用的磁制冷机，稀土院依托多年在稀土永磁材料研究上的积累，另辟蹊径，１９９７年开始把稀土磁制冷技术作为一项前瞻性研究课题进行研究。WWW.cnmN.COM.Cn。１９９９年国家科技部和内蒙古科技厅对稀土院磁制冷技术研究工作给予大力支持，科技部拨发研究经费，作为“九五”攻关项目落户稀土院。WWW.cnmN.COM.Cn。
　　稀土院磁制冷机研制从时间上分为三个阶段。WWW.cnmN.COM.Cn。第一阶段是２０００年前后，主要是做原理机。WWW.cnmN.COM.Cn。２００２年，稀土院在世界上首次将磁液体磁制冷用于磁制冷机，研制出第一台液体磁制冷机。WWW.cnmN.COM.Cn。虽然这台设备性能不算稳定，温差也比较小，但稀土院在磁制冷技术上着实迈出了坚实的一步。WWW.cnmN.COM.Cn。从２００５年开始为第二个阶段，稀土院把实验室实用型制冷机作为重点。WWW.cnmN.COM.Cn。
　　２００５年年末、２００６年年初研制出一台反复式固体磁制冷机，获得了１８摄氏度的温差，功率达到了３５瓦。WWW.cnmN.COM.Cn。由于样机性能国际一流，２００６年年底被评为内蒙古十大科技进步成果之一。WWW.cnmN.COM.Cn。目前稀土院已进入实用型样机研制阶段，为第三个阶段。WWW.cnmN.COM.Cn。在内蒙古科技厅的支持下，稀土院成功制作出一台旋转式室温磁制冷机。WWW.cnmN.COM.Cn。由于新系统采用磁体系统实现了连续或间歇运转，不仅很好地克服了往复式机频率低、噪音大、制冷能力低等缺点，而且可使热交换充分进行，能有效改善制冷效果；由于新系统设计了一套外接式换向分配盘，既简化了整体结构，又解决了旋转式机密封困难等问题，可明显降低制造成本。WWW.cnmN.COM.Cn。目前这一成果已经取得国家发明专利。WWW.cnmN.COM.Cn。
　　与国外其他科研单位、企业不同，除了磁制冷机外，稀土院是唯一在磁制冷材料、磁场系统和制冷机三个领域同步展开科研并同时取得突出成绩的科研单位。WWW.cnmN.COM.Cn。经过２０多年的积累，稀土院在磁制冷材料方面已有产品出口到韩国、瑞士等国家。WWW.cnmN.COM.Cn。在磁制冷用磁场系统方面稀土院更有独到之处，已经为美国、荷兰、西班牙、巴西、瑞士等国家及国内一些科研单位制作永磁磁场系统及相关设备。WWW.cnmN.COM.Cn。为了研制磁制冷机所需的磁场系统技术，美国一家公司在全球找了很多单位，因其磁场系统技术要求高，没人接单。WWW.cnmN.COM.Cn。稀土院根据自己多年的研究经验，研制出了合格的产品，该公司为此主动追加了研制经费。WWW.cnmN.COM.Cn。
　　稀土院在磁制冷技术上的异军突起，在很大程度上得益于课题组对“积极开展内外交流，紧盯世界技术前沿”科研理念的践行。WWW.cnmN.COM.Cn。稀土院坚持“走出去学人之长，请进来补己之短”的理念，先后与加拿大Manitoba大学物理与天文系合作进行了“新型磁制冷材料的研究”，与日本三德公司合作开展了“室温磁制冷材料LaFeSi的研制”，与瑞士西瑞士科技大学合作开展了“室温磁制冷技术”，与中科院合作进行“金属Gd粉体的制备及包覆的研究”。WWW.cnmN.COM.Cn。与此同步，包括国家科技部院所基金项目“高场强稀土永磁磁场和磁分离设备的研制”、国家科技部支撑项目“包头难选复杂氧化铁矿选矿工艺研究”的子课题和内蒙古科技厅攻关项目“新型室温磁制冷机的研制”在内，课题组先后承担了４项国家级科研项目、８项地方级科研项目、多项国际合作项目，有９个项目荣获国家、自治区、包头市和包钢科技成果奖，取得和申报国家发明或实用新型专利１０项，在国内外学术刊物上发表论文３０余篇。WWW.cnmN.COM.Cn。由于稀土院磁制冷项目的影响力，国内外同行乐于邀请课题组专家到自己科研单位进行学术交流，慕名到稀土院进行学术访问。WWW.cnmN.COM.Cn。２０１０年８月初，美国《科学》杂志派人到稀土院采访，对稀土院在磁制冷技术上取得的成绩进行了报道。WWW.cnmN.COM.Cn。
　　稀土院在稀土科研方面所取得的成绩，引起了国内外同行广泛的关注，扩大了稀土院、包头市的影响。WWW.cnmN.COM.Cn。虽然有多家国外科研机构竞争第四届国际室温磁制冷学术会议承办权，但他们的成果和影响力与稀土院相比还显得逊色。WWW.cnmN.COM.Cn。

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