
【電】 adiabatic demagnetization
class; grade; rank; wait; when
【機】 iso-
ardent; caloric; craze; eager; fever; heat; hot; warm
【化】 heat
【醫】 calor; cauma; febris; fever; fievre; heat; hyperthermia; hyperthermy
phlegmasia; phlegmonosis; pyreto-; pyro-; therm-; thermo-
【計】 deagnetize; degaussing
【醫】 demagnetize
等熱去磁(Adiabatic Demagnetization)是一種利用順磁性物質在絕熱條件下退磁以實現制冷的物理技術。其核心原理基于磁熱效應(Magnetocaloric Effect),即在恒定溫度(等熱)條件下施加磁場使材料磁化放熱,隨後在絕熱條件下撤去磁場使材料退磁吸熱,從而降低系統溫度。以下是詳細解釋:
等熱(Isothermal)
指磁化過程中系統溫度保持恒定,此時材料磁化有序度增加并釋放熱量至環境,需通過熱交換維持恒溫狀态。
來源:《低溫物理學導論》(Introduction to Low Temperature Physics)
去磁(Demagnetization)
在絕熱條件下移除外磁場,磁矩重新無序化需吸收熱量,導緻材料自身溫度顯著降低。
來源:美國國家标準與技術研究院(NIST)制冷技術報告
磁熱效應(MCE)
順磁鹽(如钆镓石榴石)的磁矩在外磁場作用下定向排列,熵減小并放熱;撤去磁場後磁矩無序化,熵增吸熱。該過程滿足熱力學關系:
$$ Delta T = -int_{H_i}^{H_f} frac{T}{C_H} left( frac{partial M}{partial T} right)_H dH $$
其中 (C_H) 為定場比熱容,(M) 為磁化強度。
來源:Journal of Applied Physics, "Magnetocaloric Effect in Rare Earth Compounds"
絕熱條件
去磁階段需嚴格隔絕熱交換((delta Q=0)),确保系統内能變化僅由磁功驅動,實現溫度下降。典型制冷溫區可達毫開爾文(mK)量級。
來源:劍橋大學低溫實驗室技術手冊
來源:NASA Cryogenic Systems Handbook
常用順磁材料需滿足高磁矩密度與低晶格熵要求,例如:
來源:Materials Today, "Advanced Magnetocaloric Materials"
等熱去磁是通過可控磁場變化調控材料磁熵的制冷技術,其核心在于等熱磁化放熱與絕熱去磁吸熱的循環過程,為前沿科學領域提供接近絕對零度的低溫環境。
“等熱去磁”這一表述可能涉及對“熱去磁”概念的延伸或特定語境下的用法。根據搜索結果中關于去磁的定義和方法,結合常見物理學術語,可作如下解釋:
等熱去磁(或稱為熱退磁)是通過加熱磁性材料,使其溫度升高至特定臨界點(如居裡溫度以上),從而消除磁性的過程。其核心原理是:當溫度升高時,材料内部原子或分子的熱運動加劇,導緻原本有序排列的磁疇結構被破壞,最終失去宏觀磁性。
加熱去磁的原理
磁性材料的磁性來源于内部磁疇的有序排列。加熱時,分子熱運動增強,磁疇的排列逐漸紊亂,當溫度超過居裡溫度時,材料完全失去磁性。
“等熱”的可能含義
應用場景
方法 | 原理 | 適用場景 |
---|---|---|
反向磁場法 | 施加反向磁場抵消原有磁性 | 小型磁體、精密儀器 |
交變磁場法 | 逐漸減弱交變磁場破壞磁疇排列 | 電子設備、顯像管去磁 |
加熱法(等熱去磁) | 升溫破壞磁疇有序性 | 工業材料、實驗室處理 |
如需更專業的解釋,建議參考物理學教材或磁學領域文獻。
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