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第一章 磁性材料基础 1

第一节 热力学基础 1

一、内能和熵 1

二、热容和熵 3

第二节 磁性物质的基础 5

一、局域自旋 5

二、理想的顺磁性和自旋温度 9

三、理想顺磁物质的磁矩 11

四、磁熵 12

第三节 磁性物质的热容和熵 14

一、磁性相互作用和分子场近似 15

二、磁热容和磁熵 22

三、晶格系统及电子系统的热容和熵 25

四、具体例子 29

参考文献 33

第二章 磁性物质在制冷技术中的应用 35

第一节 磁制冷原理 37

一、磁制冷的原型-绝热去磁冷却 37

二、磁制冷循环 39

第二节 磁制冷的效率和特点 51

一、磁制冷循环的相互比较 51

二、磁制冷和气体制冷的比较 53

第三节 卡诺循环磁制冷机 57

一、卡诺循环磁制冷机的主要构成 57

二、卡诺循环磁制冷机 65

第四节 埃里克森循环磁制冷机 75

一、Brown的室温磁制冷机 76

二、埃里克森循环磁制冷机的研究现状 79

第五节 磁性蓄冷材料 83

一、磁性蓄冷材料的必要性和选择条件 83

二、磁性蓄冷材料的候选物质 87

三、磁性蓄冷材料的比热容和热导率 91

第六节 磁性蓄冷材料在低温制冷机中的应用 97

一、斯特林循环制冷机 97

二、吉福特-麦克马洪循环制冷机 100

三、索尔文制冷机 108

参考文献 110

第三章 分置式斯特林制冷机 113

第一节 分置式斯特林制冷机循环 113

一、分置式斯特林制冷机的工作原理 113

二、分置式斯特林制冷机产品当前水平 117

第二节 冷端温度70K以上的斯特林制冷机回热器中的实际过程 121

一、整机实验结果的启发 121

二、交变流动回热器实际流动过程的实验结果 124

第三节 分置式斯特林制冷机整机实际过程 133

一、整机系统中的压力分布 135

二、压力波形状 136

三、排出器的行程和相位角 137

四、冷腔温度对整机系统参数的影响 137

五、排出器安装质量的影响 140

六、排出器运动的中心点漂移 140

七、p-V图的最优形状 142

八、排出器的位移波与输入运动信号之间的相位差 143

九、排出器驱动电机的电磁阻尼 144

第四节 分置式斯特林制冷机的网络模型 145

一、交变流动回热器的网络理论 147

二、分置式斯特林制冷机的整机网络 154

三、斯特林制冷机理论的发展 161

第五节 分置式斯特林制冷机的结构 165

一、接触式密封 169

二、非接触的间隙密封及其支承 171

三、结构的发展 176

第六节 整机的控制 181

参考文献 189

第四章 脉管制冷机 194

第一节 基本型脉管制冷机 194

一、工作原理 194

二、基本型脉管制冷机的热力学分析 195

三、可逆基本型脉管制冷机 198

第二节 带小孔和气库的改进型脉管制冷机 200

一、改进型脉管制冷机的流程和方案 200

二、改进型脉管制冷机原理若干分析模式 202

第三节 双向进气脉管制冷机的理论基础与初步实验结果 218

一、双向进气脉管制冷机的机理分析和初步实验 218

二、双向进气原理的实验分析 229

第四节 实用同轴脉管制冷机 233

第五节 改进型脉管制冷机的其他型式 238

一、压缩功耗散型脉管制冷机 238

二、液氮预冷式同轴脉管制冷机 242

三、热声驱动式改进型可逆脉管制冷机 244

参考文献 245

第五章 低功率塑料制冷机 249

第一节 塑料制冷机的特点及试验 249

一、超导电子器件的冷却要求 249

二、塑料制冷机的结构与试验 251

三、塑料制冷机中的压缩机 263

第二节 塑料斯特林制冷机的热力分析 269

一、理论制冷量 269

二、各种制冷量损失 272

三、设计计算 287

四、工质非理想性质对制冷机性能的影响 291

第三节 缝隙回热器实验研究 298

一、材料热性质的测定 299

二、改善缝隙回热器换热条件的试验 302

三、用填充剂增大回热器固体材料比热容的实验 309

四、增加缝隙回热器气相热容量的实验 313

参考文献 316

第六章 微型节流制冷机（MMR） 322

第一节 节流效应和节流制冷循环 323

一、节流效应 323

二、微型节流制冷机循环 325

第二节 微型化的换算法则 330

一、微型化及换算原则 330

二、紊流换热器换算法则 331

三、层流换热器换算法则 333

第三节 微型化技术 334

第四节 MMR换热器的流动和传热特性 336

一、流动特性 336

二、传热特性 337

三、MMR换热器的设计及优化 341

第五节 典型产品及应用举例 347

一、典型产品介绍 347

二、典型产品应用举例 349

三、其它产品或样品 351

第六节 节流制冷机工质 353

一、概述 353

二、纯质气体 354

三、混合气体 358

第七节 MMR最近的进展 371

一、使用混合气体和快速冷却红外焦平面阵列的MMR 371

二、闭式循环MMR 376

三、整体式低温集成电路组件和整体式电路板冷却器 378

参考文献 382

第七章 吸附式制冷机 386

第一节 吸附式制冷机的发展 387

一、高性能吸附剂的研究 388

二、部件性能的改进 389

三、提高压缩机的效率 390

四、提高整机的热效率 391

第二节 几种主要的吸附式制冷机 392

一、金属氢化物-氢制冷机 392

二、沸石分子筛-N2O制冷机 402

三、活性炭-N2制冷机 403

四、PCO-O2制冷机 412

五、吸附式制冷机的计算模型和参数优化 415

第三节 吸附制冷机的特点和应用前景 419

参考文献 429