包頭稀土研究院磁製冷項目獲科學技術進步一等獎

近期，包頭稀土研究院“複合式永磁室溫磁製冷機的研製”項目榮獲內蒙古自治區科學技術進步一等獎。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及稀土基室溫磁製冷材料的研究開發工作。

包頭稀土研究院室溫磁製冷機已歷經了四代的研發，即磁液體製冷機，往復式永磁磁製冷機，旋轉式永磁磁製冷機，複合式永磁室溫磁製冷機的研發。第四代複合式永磁室溫磁製冷機是在往復式磁製冷機和旋轉式磁製冷機的基礎上開發的。往復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永磁磁場系統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，而熱交換仍採用往復式，這樣既可以保證室溫磁製冷機的熱交換系統簡單可靠，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。基於該複合式磁製冷機的研究成果，稀土研究院正在進行商業化磁製冷冷藏櫃的小批量開發。同時稀土研究院也非常注重智慧財產權的保護，目前已獲得製冷機專利授權6項。磁製冷機未來的研發方向是向小型化、輕量化發展，以降低成本，使其更具優勢，滿足市場化要求。

磁製冷機的研發離不開磁製冷材料及磁場系統的研發，磁製冷材料是磁製冷研發的關鍵部分，而磁場系統則決定了磁製冷機的形式及尺寸。稀土院研發了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，已能夠小批量生產，並為國內外提供了產品。同時，設計研製了各類型磁製冷機用磁場系統，磁場強度最大可達2.0T，為美國、荷蘭、西班牙、巴西、德國、韓國等國家及國內提供了產品。磁製冷專案的研發對擴大NdFeB應用領域、Le、Ce、Gd等稀土資源的綜合利用、推動稀土產業的平衡和可持續發展具有重要的意義。

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