یخچال مغناطیسی

از ویکی‌پدیا، دانشنامهٔ آزاد
پرش به ناوبری پرش به جستجو
گادولینیم گرما را در میدان مغناطیسی به بالا می‌راند و انرژی گرمایی در محیط منتشر می‌شود.

یخچال مغناطیسی (انگلیسی: Magnetic refrigeration) فناوری سرمایش با استفاده از اثر گرمامغناطیسی است. برای این منظور معمولاً سرمایش مغناطیسی بر اساس تغییر آنتروپی، به وسیلهٔ اثر یک میدان مغناطیسی بر یک ماده پارامغناطیسی یا مغناطیسی تولید می‌گردد.[۱]

مواد پیروالکتریک و مگنتوکالریک وقتی تحت نوسانات دمایی قرار می‌گیرند به ترتیب ولتاژ و میدان مغناطیسی تولید می‌کنند، عکس این خاصیت نیز در این مواد برقرار است، از این رو کاربردهای گرمایشی و سرمایشی و قابلیت تولید توان الکتریکی جهت استفاده در سنسورها و وسایل الکترونیکی را دارند.[۲]

اثراتی همچون اثر گرمامغناطیسی، مغناطوتنگش و مغناطومقاومت در خانواده ترکیبات Gd5(SixGe1-x)4 قابل توجه می‌باشد که ترکیب Gd5Si4 نیز به دلیل دارا بودن گذار فاز مغناطیسی نزدیک دمای اتاق قابل توجه می‌باشد.[۳] تغییر در چگالی الکترونی حالات مختلف نشان از تغییر هیبریداسیون بین حالاتd5 Gd و p4 Geدارد که این تغییر هیبریداسیون موجب تغییر در قدرت مغناطیسی ترکیب و ایجاد حالات مختلف مغناطیسی در این ترکیب بین-فلزی می‌شود. شایان ذکر است که حالات مختلف مغناطیسی به تغییر در نوع پیوندهای شیمیایی وابسته است. تغییر اساسی در تعداد کل الکترونهای اقلیت و اکثریت نشان از تغییر در گشتاورهای مغناطیسی از یک شکل ترکیب به شکل دیگر دارد. کاهش قابل توجه اندرکنش تبادلی بین اسپین‌هایf4 اتمهای Gd که علاوه بر کاهش چگالی الکترونهای d5، در کاهش شکافتگی باند d5 در نزدیکی سطح فرمی نیز خود را بخوبی نشان می‌دهد، بیانگر حالت زمینه آنتی‌فرومغناطیس در ترکیب Gd5Ge4 می‌باشد.[۴]

تاریخچه[ویرایش]

این اثر نخستین بار توسط پیر ویس و اگوست پیکار در سال ۱۹۱۷ میلادی مشاهده شد[۵] و مبانی آن در سال ۱۹۲۶ توسط پیتر دبای و ویلیام جیوک، در سال ۱۹۲۷، تشریح شد.[۶]

منابع[ویرایش]

  1. نبوی، محمدسبحان و علیرضا تیمورتاش. شبیه‌سازی عددی یک بستر سرمایش مغناطیسی. ۱۳۸۷. 
  2. احمدی، ندا و اکرم خدایاری. برداشت هایبریدی انرژی از مواد پیروالکتریک و مگنتوکالریک بر اساس سیکل‌های ترمودینامیکی. ۱۳۹۲. 
  3. جاور، مریم و احمد یزدانی. بررسی تأثیر متقابل ساختار بلوری-مغناطیسی مواد گرمامغناطیسی و بروز آن در گذارهای فاز. ۱۳۹۳. 
  4. زرینی، سلمان و احمد یزدانی. منشأ بروز اثر گرما مغناطیس و بررسی رفتار نانو ذزات مغناطیسی در نزدیکی دمای کوری. ۱۳۸۸. 
  5. Weiss, Pierre; Piccard, Auguste (1917). "Le phénomène magnétocalorique". J. Phys. (Paris). 5th Ser. (7): 103–109. 
    Smith, Anders (2013). "Who discovered the magnetocaloric effect?". The European Physical Journal H. 38 (4): 507–517. Bibcode:2013EPJH...38..507S. doi:10.1140/epjh/e2013-40001-9. 
  6. Zemansky, Mark W. (1981). Temperatures very low and very high. New York: Dover. p. 50. ISBN 0-486-24072-X.