材料科学的重要进步:美国科学家发现了一种“铁”

2023-04-25 99 0

汽油发电厂、车辆内燃机和航天器喷气机将燃烧流体的热能转化为机械能。

根据流体和发动机类型,该过程的效率在15%到50%之间,这使其成为相对较差的能量转换机制。

预测表明,将热产生过程与涉及固态材料的热产生过程进行切换可以将能量转换效率提高10%。

现在,设计用于探测铁子(一种以前唯一理论化的准粒子)的实验已经发现了这种材料。

铁氧体被认为带有极化。

因此,它类似于磁振子,磁振子是一种在磁系统中传播自旋电流的准粒子,而与它们的磁性表亲一样,铁磁子被预测会携带热量。

但在这些新的实验之前,铁子还没有被实验观察到。

在实验中,科学家们研究了一种叫做钛酸铅锆的铁电陶瓷材料。

他们在材料上施加电场,然后进行各种测量,以探测系统的热财产及其载热粒子。

该团队将电场从0增加到1000000 V/m,测量到铁电体的热导率增加了2%。

这一增长是先前实验中报道的铁电体的4倍,但与假设热量由铁氧体携带的模型预测的增长相匹配。

导热率的变化是可逆的,该团队表示,这可以让研究人员打开和关闭热流,打开时,热机可以将来自热开关的输入热量转换为机械能。

同时科学家们也指出,是否有可能使用铁电材料来实现足以实现实际热开关的热流变化,还有待观察,因为科学家们测量的钛酸铅锆的最大导热系数太低,无法应用。

但她表示,这个演示仍然是一个重要的概念证明,大多数已知的固态热开关在非常低的温度下工作,而这种新型热开关在室温下工作。

她说,这使它非常特别。

该团队目前正在研究其他铁电材料,他们认为这些材料应具有应用所需的导热性财产。

科学家们说,他很想看看这些化学性质更复杂的材料是如何表现的。

该团队目前的目标是找到一种铁电体,当施加电场时,其热导率会增加15-20%。

科学家们说:“拥有一个(铁电)热开关将是一件神奇的事情。

”。

“这将彻底改变热机的世界。

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