浙江在線8月8日訊（浙江在線記者 張吉 通訊員 林思達 周麗敏）“我們研究的最大成(chéng)果，就是攻克了稀土基磁制冷材料的批量生産，讓水等環保介質換熱，而完全擯棄氟利昂制冷劑成(chéng)了可能(néng)。”日前，中國(guó)科學(xué)院甯波材料技術與工程研究所研究員劉劍在采訪中告訴記者，由其領銜的浙江省自然科學(xué)基金項目正式結題，課題組完成(chéng)了“镧鐵矽合金的定向(xiàng)凝固組織控制和磁制冷性能(néng)研究”，讓磁制冷技術産業化更近了一步。　

　　解決批量生産難題 有望讓用了近一個世紀的氟利昂“退休”

　　近年來，可持續發(fā)展對(duì)傳統蒸汽壓縮式制冷技術在環保、能(néng)效等方面(miàn)提出了更高要求，發(fā)展環境友好(hǎo)、節能(néng)高效的新型制冷技術成(chéng)爲有效的解決手段之一。

　　于是，科學(xué)家受到磁熱效應——一種(zhǒng)變化磁場下磁性材料磁矩有序度發(fā)生變化而導緻的熱現象的啓發(fā)，提出了替代傳統制冷劑氟利昂的新型制冷技術。其原理，是在磁性材料被(bèi)磁化時，磁矩有序度增加，磁熵減小，溫度上升，向(xiàng)外界放出熱量；退磁時，磁性材料磁矩有序度減少，磁熵增加，溫度下降，自外界吸收熱量。

　　然而，在研究中，科學(xué)家們發(fā)現，傳統的磁制冷材料，因其本身脆弱等原因，給制備帶來了很大難度，“往往在制成(chéng)片的過(guò)程中，磁制冷材料就會發(fā)生斷裂”，劉劍介紹說，在浙江省自然科學(xué)基金的支持下，課題組圍繞“脆”的問題展開(kāi)了研究，提出了镧鐵矽合金與高導熱、高韌性金屬共混制備的新型複合材料結構的課題。

　　經(jīng)過(guò)數以百次的實驗和改性，截至項目結題，課題組在凝固制備方法，成(chéng)分和組織調控，以及制冷新概念的構建上，都(dōu)有所創新，在磁制冷材料的應用上取得突破，爲磁制冷材料大規模産業化帶來了希望。

高性能(néng)金屬基磁制冷複合材料

　　省基金成(chéng)“敲門磚” 項目後(hòu)續成(chéng)果接軌企業應用

　　在完成(chéng)省基金項目結題後(hòu)，劉劍也在此基礎上申請了磁制冷材料基因工程的國(guó)家項目，與其他研究員一起(qǐ)籌建和領導稀土磁性工程材料實驗室，圍繞稀土永磁、稀土磁性制冷材料、稀土磁性納米材料展開(kāi)進(jìn)一步研究。

　　“省基金既是青年科學(xué)家的‘第一桶金’，也是‘敲門磚’。”談及浙江省自然科學(xué)基金的支持，劉劍認爲，省基金的支持是青年科學(xué)家起(qǐ)步的“第一桶金”，不少青年科學(xué)家在獲得了省基金的支持後(hòu)，研究成(chéng)果有了延伸，并進(jìn)一步得到國(guó)家基金等的支持。

　　不僅如此，劉劍課題組還(hái)積極接軌企業，先後(hòu)與橫店東磁、海爾集團等達成(chéng)合作，圍繞稀土磁制冷材料的産業化做起(qǐ)“文章”。“據我們了解，目前國(guó)内企業也開(kāi)始布局磁制冷材料冰箱等，但是磁制冷材料受制于國(guó)外。”在與企業的接觸過(guò)程中，劉劍敏銳的發(fā)現了市場痛點：國(guó)外材料價格高昂，性能(néng)指标波動大。

　　圍繞磁制冷材料關鍵指标，劉劍課題組在“镧鐵矽合金的定向(xiàng)凝固組織控制和磁制冷性能(néng)研究”項目基礎上，積極引入材料基因工程手段，利用其高通量、大批量一次性制備的優點，在短時間内積累了大量材料結構數據，從而制備出了性能(néng)優于國(guó)外同類的磁制冷材料。

　　“在溫區變化上，我們制備材料能(néng)夠準确控制在1K（開(kāi)爾文）以内，遠優于國(guó)外3K（開(kāi)爾文）的指标。”劉劍告訴記者，課題組制備的磁制冷材料，在溫度變化、溫區控制、溫度跨度三個關鍵指标上均優于國(guó)外同類材料，而價格僅爲國(guó)外産品的十分之一，受到了企業的高度關注。

　　（原文發(fā)布于2018年8月8日浙江在線）

　　【原文鏈接】http://st.zjol.com.cn/kjjsb/201808/t20180808_7969381.shtml