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磁性液體密封是磁性液體最重要的應用之一，它是一種非接觸式的液體密封，同傳統(tǒng)的機械密封相比，具有密封性能好、泄漏率低、摩擦力矩小、壽命長等特點，在許多場合具有不可替代的作用。本項目系統(tǒng)研究了磁性液體的制備技術，建立了磁性液體密封設計理論與方法，不僅成功的解決了一般工況下的磁性液體密封問題，而且在特殊工況下的磁性液體密封方面取得了許多創(chuàng)新性成果。

磁性液體密封是磁性液體最重要的應用之一，它是一種非接觸式的液體密封，同傳統(tǒng)的機械密封相比，具有密封性能好、泄漏率低、摩擦力矩小、壽命長等特點，在許多場合具有不可替代的作用。本項目系統(tǒng)研究了磁性液體的制備技術，建立了磁性液體密封設計理論與方法，不僅成功的解決了一般工況下的磁性液體密封問題，而且在特殊工況下的磁性液體密封方面取得了許多創(chuàng)新性成果，具體如下： （1）發(fā)現(xiàn)了影響復雜工況下磁性液體密封啟動力矩的主要因素，建立了復雜工況下磁性液體旋轉(zhuǎn)密封啟動力矩的表達式，解決了磁性液體旋轉(zhuǎn)密封低溫啟動力矩大的難題，該項技術成功的應用于我國先進雷達等現(xiàn)代軍事裝備上。 （2）揭示了磁性液體靜密封中磁性顆粒的凝聚規(guī)律；發(fā)現(xiàn)了磁性液體靜密封的破壞機理；建立了大直徑磁性液體靜密封設計方法和密封結構；解決了大直徑（指密封直徑大于1.5m）的靜密封問題。該成果應用于核爆炸關鍵設備上。 （3）揭示了磁性液體往復密封的失效機理；建立了往復軸磁性液體被攜帶量公式及往復軸磁性液體密封耐壓公式；發(fā)明了往復軸磁性液體密封的設計方法和新結構，解決了真空鍍膜機等設備的往復密封難題。 （4）制得了多種不同基載液的磁性液體，特別是制得了高性能耐酸耐堿的氟碳化合物基磁性液體，拓寬了磁性液體的應用領域。至今為止，國內(nèi)外二百多家單位使用研制的氟碳基磁性液體。 北京交通大學磁性液體研究所設計的磁性液體密封裝置，密封介質(zhì)為氣體或部分液體，泄漏率小于10-12Pa?m3?S-1，單級耐壓能力一般為0.2個大氣壓，溫度適用范圍-40℃~200℃,壽命可達10年。在國內(nèi)首次解決了羅茨真空泵CJ-150、CJ-300、CJ-600和單晶硅爐TDR-62、TDR-70、TDR-80及美國8600型等型號的磁性液體密封問題；多次修復美國、德國等國家生產(chǎn)的設備上的磁性液體密封裝置；為總裝和國防科工委設計了數(shù)十種具有特殊要求的磁性液體密封結構。 目前，磁性液體研究所已具有了國內(nèi)最完備最先進的磁性液體制備和磁性液體密封的加工生產(chǎn)設備，能夠生產(chǎn)出性能和國外產(chǎn)品相媲美甚至超越的各種磁性液體及磁性液體密封裝置。生產(chǎn)的密封產(chǎn)品已被國內(nèi)外上百家單位所采用，廣泛用于單晶硅爐、真空鍍膜機、甩帶機、軍用雷達、坦克等器件上。和國內(nèi)外同類產(chǎn)品相比，已處于國內(nèi)領先，國際先進的水平。在特殊工況磁性液體密封方面，處于國際領先的水平。

課題組使用一種名為角分辨光電子能譜的強大表面物理實驗工具研究了反鐵磁拓撲絕緣體MnBi2Te4。理論預測和此前的實驗表明，這種最近合成的材料是第一個理想的反鐵磁拓撲絕緣體，其天然解理面應該是絕緣的。但是，課題組通過研究數(shù)據(jù)表明，它的表面能帶形成了一個完整的X形——這證明該表面以不尋常的，拓撲保護的方式導電。這個數(shù)據(jù)推翻了此前的實驗結論，使磁性拓撲體系的研究邁入一個新的階段。課題組指出，這種奇異的行為可能是由于表面磁性或結構重構引起的。文中的第一性原

產(chǎn)品詳細介紹

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本發(fā)明公開了一種具有豐富磁性質(zhì)的磁性材料，其分子式為SmCo1-xFexAsO，0＜x＜0.3，具有ZrCuSiAs型晶體結構。該磁性材料具有豐富的磁性質(zhì)，0＜x＜0.2時，隨著溫度的降低，先后發(fā)生了鐵磁和反鐵磁轉(zhuǎn)變，隨摻Fe量的增加，鐵磁轉(zhuǎn)變溫度增加，而反鐵磁轉(zhuǎn)變溫度下降，而且在反鐵磁轉(zhuǎn)變溫度以下，在磁化強度隨磁場的變化曲線中，發(fā)生了變磁性轉(zhuǎn)變；0.2≤x＜0.3時，反鐵磁性被完全抑制，成為一種鐵磁性材料，而且鐵磁轉(zhuǎn)變溫度接近室溫，有利于實際應用。該材料性能穩(wěn)定，制備簡單。

磁性蓄冷材料是在90年代初被發(fā)現(xiàn)的。這些材料用于制冷機中后，使得商用制冷機的溫度可達2K，效率有了突破性提高（以往這種制冷機中使用的蓄冷材料只有鉛，但是因為鉛的比熱容在15K以下急劇下降，使得小型制冷機在10K溫度以下制冷效率幾乎為零，商用制冷機的最低制冷溫度在8K左右）。使用磁性蓄冷材料的最大特點在于不需要重新建立一個制冷體系，只要將商品化的氣體制冷機中的蓄冷材料換成磁性蓄冷材料。 Er-Ni系列磁性蓄冷材料的指標： 比熱容峰值：5K~20K； 在10K以下的比熱容峰值為0.35~0.81J/cm3.K； 4K到20K的比熱容積分∫CdT是5.5J/cm3 新型稀土磁性蓄冷材料已經(jīng)用于小型回熱式低溫氣體制冷機產(chǎn)品中。這種制冷機的制冷溫度在4.2K～20K，一般用于醫(yī)用核磁共振成象儀、磁懸浮列車和超導發(fā)電機中冷卻其大型超導磁鐵、用于量子干涉儀（SQUID)、射頻天文望遠鏡的傳感器探頭和軍用紅外探測器中以提高其靈敏度，并用于低溫冷疑高真空泵中等等。使用了這種新型稀土磁性蓄冷材料替代傳統(tǒng)蓄冷材料以后，可以使醫(yī)用核磁共振成象儀等不用灌注液氦，每年僅每臺醫(yī)用核磁共振成象儀就可以節(jié)約16萬人民幣。

新型稀土磁性蓄冷材料是一種高熵密度磁性材料(high entropy magnetic materials)，高熵密度磁性材料這一概念是磁性材料用于制冷工程時提出的。它的特點是材料的磁熵發(fā)生變化時會出現(xiàn)大的吸熱與放熱效應，可以應用于制冷技術中。利用磁性材料在經(jīng)歷磁相變時發(fā)生的磁熵變化，可以將高熵密度磁性材料作為磁蓄冷材料(magnetic regenerator material)，用于小型回熱式低溫氣體制冷機中。 這種制冷機的制冷溫度在4.2K～20K，一般用在高技術領域，例如可用于醫(yī)用核磁共振成象儀、磁懸浮列車和超導發(fā)電機中冷卻其大型超導磁鐵、用于量子干涉儀（SQUID）、射頻天文望遠鏡的傳感器探頭和軍用紅外探測器中以提高其靈敏度，也可以用于低溫冷疑高真空泵中等等。以往這種制冷機中使用的蓄冷材料只有鉛。由于鉛的比熱容在15K以下急劇下降，使得小型制冷機在10K溫度以下制冷效率幾乎為零，制冷溫度難以低于8K。要得到低于8K的制冷溫度，只得附加效率極低的J-T回路。為了提高低溫制冷機的制冷效率，在過去的幾十年中，人們都在努力尋找在20K以下具有高比熱容的材料。具有實用價值的Er—Ni系列磁性蓄冷材料是在90年代初被發(fā)現(xiàn)的。這些材料用于制冷機中后，使制冷機的效率有了突破性提高。 磁性蓄冷材料的最大特點是不需要重新建立一個制冷體系，只要將商品化的氣體制冷機中的蓄冷材料換成磁性蓄冷材料，就可大大提高制冷機效果。因此磁蓄冷材料正在取代原來的蓄冷材料金屬鉛。而且由于磁性蓄冷材料的出現(xiàn)，推動了低溫制冷機的發(fā)展。現(xiàn)在，不用灌液氦，用制冷機帶動的醫(yī)用核磁共振成象儀和超導磁體已經(jīng)商品化。在這些新設備中，都必須使用磁蓄冷材料。