Đang tải... (xem toàn văn)
MỞ ĐẦU Ngày nay, sự nóng lên của toàn cầu và chi phí ngày càng tăng của năng lượng đòi hỏi phải phát triển các công nghệ làm lạnh mới thay thế công nghệ làm lạnh sử dụng khí nén thông thường. Đáp ứng được nhu cầu này, công nghệ làm lạnh bằng từ trường dựa trên hiệu ứng từ nhiệt của vật liệu là một ứng cử viên sáng giá. Công nghệ này có thể được sử dụng để thu được nhiệt độ cực thấp, cũng như ứng dụng trong các thiết bị làm lạnh dân dụng ở dải nhiệt độ phòng. Nó hiệu quả hơn so với quá trình làm lạnh dựa trên nguyên lý nén, giãn khí truyền thống. Thiết bị làm lạnh bằng từ trường có thể đạt tới hiệu suất 70% của chu trình (Carnot) lý tưởng. Trong khi đó các thiết bị làm lạnh sử dụng khí nén thông thường trên thị trường chỉ có thể đạt được hiệu suất 40%. Hơn thế nữa, sự làm lạnh bằng từ trường không sử dụng chất khí làm lạnh, do đó không có liên quan đến việc làm suy giảm tầng ozone hoặc hiệu ứng nhà kính, bởi vậy thân thiện hơn với môi trường. Hiệu ứng từ nhiệt (Magnetocaloric Effect - MCE) được định nghĩa là sự thay đổi nhiệt độ đoạn nhiệt của vật liệu từ (bị đốt nóng hay làm lạnh) khi bị từ hóa hoặc khử từ. MCE của một vật liệu từ được đặc trưng bởi biến thiên entropy từ (S ), biến thiên nhiệt độ đoạn nhiệt (T ad m ) và khả năng làm lạnh từ (RC). Thực tế, hiệu ứng này đã được phát hiện từ rất lâu bởi Warburg vào năm 1881, dựa trên sự thay đổi nhiệt độ của Fe khi có từ trường đặt vào. Sau đó, các lý thuyết đầu tiên về MCE đã được xây dựng bởi Bitter [16], Giauque và MacBougall [46] (các tác giả đã sử dụng MCE của muối thuận từ Gd 2 (SO 4 ) 3 8H O để thu được nhiệt độ thấp