标题：磁制冷
基本介绍
这是利用磁热效应的制冷方式。
早在1907年郎杰斐（P.Langevin）就注意到：顺磁体绝热去磁过程中，其温度会降低。从机理上说，固体磁性物质（磁性离子构成的系统）在受磁场作用磁化时，系统的磁有序度加强（磁熵减小），对外放出热量；再将其去磁，则磁有序度下降（磁熵增大），又要从外界吸收热量。这种磁性离子系统在磁场施加与除去过程中所出现的热现象称为磁热效应。1927年德贝（Debye）和杰克（Giauque）预言了可以利用此效应制冷。1933年杰克实现了绝热去磁制冷。从此，在极低温领域（mK级至16K范围）磁制冷发挥了很大作用。现在低温磁制冷技术比较成熟。美国、日本、法国均研制出多种低温磁制冷冰箱，为各种科学研究创造极低温条件。例如用于卫星、宇宙飞船等航天器的参数检测和数处理系统中，磁制冷还用在氦液化制冷机上。而高温区磁制冷尚处于研究阶段。但由于磁制冷不要压缩机、噪声小，小型、量轻等优点，进一步扩大其高温制冷应用很有诱惑力，目前十分重视高温磁制冷的开发。
概念定义
磁制冷就是利用磁热效应，又称磁卡效应 (MagnetoCaloric Effect) 的制冷.磁热效应是指融制冷工质在等温磁化时向外界放出热量，而绝热去磁时温度降低，从外界吸收热量的现象.磁制冷技术中的制冷工质是固态的磁性材料.我们知道，物质由原子构成，原子由电子和原子核构成，电子有自旋磁矩还有轨道磁矩，这使得有些物质的原子或离子带有磁矩. JI顶磁性材料的离子或原子磁矩在无外磁场时是杂乱无章的，加外磁场后，原子的磁矩沿外磁场取向排列，使磁矩有序化，从而减少材料的磁惰，因而会向外放出热量;而一旦去掉外磁场，材料系统的磁有序减小，磁恼增大，因而会从外界吸收热量.磁'脑是温度和磁场的函数，如果把这样两个绝热去磁引起的吸热过程和绝热磁化引起的放热过程用一个循环连接起来，通过外加磁场，有意识地控制磁惰，就可使得磁性材料不断地从一端吸热而在另一端放热，从而达到制冷的目的。
(1)
不同的磁介质产生的附加磁场情况不同，附加磁场与原磁场方向相同的磁介质为顺磁体（如铁、锰）；附加磁场与原磁场方向相反的磁介质为抗磁体（如铋、氢等）。磁感应强度单位是特斯拉（Tesla），用符号T表示，量纲为N/Am。
依热力学方法讨论磁制冷。设物体的磁矩为 物体在磁场H中磁矩增加 时，磁场对物体作功为 。该过程中物体吸热 ，内能增加 。则由热力学第一定律有
(2)
式中 ----- 真空磁导率，；
―― ----- 磁场强度，A/m；
―― ----- 磁矩，。
将式(2)与熟知的气体热力学第一定律表达式 相类比。磁系统中的相当于气体系统中的压力 ； 则相当于体积 。并类似地引出磁熵 的概念。用 图可以描述磁性物体的磁热状态，反映出物体温度T、磁熵与磁场B（常用磁感应强度代替磁场度H）三者之者的关系。
低温磁制冷
在16K以下的极低温区，由于固体的晶格振动和传导电子的热运动可以忽略，故磁离子系统的磁熵变近似等于整个固体的总熵变这种情况下，磁制冷采用卡诺循环，磁材料用稀土顺磁盐。
磁制冷卡诺循环如图1所示。它由四个过程组成：
1－2 为等温磁化（排放热量）；
2－3 为绝热退磁（温度降低）；
3－4 为等温退磁（吸收热量制冷）；
4－1 为绝热磁化（温度升高）。 
  图1 磁制冷卡诺循环
已开发出的磁材料有：钆镓石榴（Gd3Ga5O12）、镝铝石榴石（Dy3Al5O12）、钆镓铝石榴石（Gd3（Ga1-xAl2）5O12,x=(0.1~0.4)。其制冷温度范围：(4.2~20)K。
正在开发的磁材料有：Ral2和RNi2(R代表Gd,Dy,Ho,Er等重稀土)。其制冷温度范围：（15~77）K。
磁制冷装置 首先需要有超导强磁体，用于产生强度达(4~7)T的磁场。用旋转法实现循环：将钆镓石榴石（磁介质）做成小球状，充填入一个空心圆环中。使圆环绕中心轴旋转，转到冰箱外的半环受磁场作用，磁化放热；转到冰箱内的半环退磁，吸热制冷。日本川崎公司研究的这类转动式磁制冷机需要的最大磁场强度为4.5T；旋转速度为0.72r/min；制冷温度达(4.2~11.5)K；制冷量为0.12w。
高温磁制冷
温度20K以上，特别是近室温附近，磁性离子系统热运动大大加强，顺磁盐中磁有序态难以形成，它在受外磁场作用前后造成的磁系统熵变大大减小，磁热效应也大大减弱。所以，进入高温区制冷，低温磁制冷所采用的材料和循环都不适用。
图2 高温磁制冷循环的 图
图2示出金属钆（Gd）在(200~300)K条件下的 图。如图若按卡诺循环制冷（图中 ），则温降很小。故这时应采用艾里克森循环（Ericsson），如图中12341所示。它由四个过程组成：1－2为等温磁化；2－3为等磁场过程（温度降低）；3－4为等温退磁（吸热制冷）；4－1为等磁场过程（温度上升）。
  图3 布朗的高温磁制冷实验
布朗用7T的磁场和金属钆，按上述循环成功地从室温制取到－30℃的低温。布朗的实验装置如图3所示。将金属钆板（磁材料）浸在蓄冷筒的蓄冷液体（水+乙二醇溶液）中。利用磁场变化配合蓄冷筒上下运动实现循环。图3中示出了一个周期的变化过程。经过多次反复，筒体上部达到323K；下部达到243K。
目前，力图使高温磁制冷实用公的研究包括以下主要方面：①寻找合适的磁材料（工质）。它应具有的特点是：离子磁矩大、居里点接近室温、以较小磁场（例如1T）作用与除去作用时能够引起足够大的磁熵变（即磁热效应显著）。现已研制出一系列稀土化合物作磁制冷材料，如R-Al,R-Ni,R-Si等系列的物质（其中R代表稀元素），还有复合型磁制冷物质（由居里点不同的几种材料组成）。②外磁场。需采用高磁通密度的永磁体。③研究最合适的磁循环并解决实现循环所涉及到的热交换问题。
磁制冷的发展方向
目前，磁制冷主要应用在极地温和液化氦等小规模的装置中。虽然诸多原因的限制使磁制冷基础理论尚未成熟，但磁制冷终将因其高效、无污染等特点成为未来颇具 潜力的一种新的制冷方式，而对磁制冷循环理论的拓深必能大力推进磁制冷技术在太空开发和民用技术中的应用，为磁制冷开辟更加广阔的前景。
此外，磁制冷冰箱已研制成功
根据实验得知，电冰箱和空调装置使用的制冷剂——氟利昂会污染环境，而用磁制冷原理制作的冰箱这不仅不会破坏环境，而且效率要比用氟利昂制冷高40%，其成本低25%。
另外，磁制冷在空间和核技术等国防领域也有广泛的应用前景：在这个领域里要求冷源设备的重量轻、振动和噪音小、操作方便、可靠性高、工作周期长、工作温 度和冷量范围广。磁制冷机完全符合这些条件，例如冷冻激光打靶的氘丸，核聚变的氘和氚丸，红外元件的冷却，磁窗系统的冷却，扫雷艇超导磁体的冷却等。　

作家简介
陈笑雨中学时开始接触革命思想，入师范学习的后期，用陈笑雨笔名写作第一篇小说。1938年通过美国朋友斯诺的关系奔赴延安，入陕北公学学习，后到新华社工作，并加入中国共产党。历任编辑、记者、特派记者、编辑主任、分社社长等职。抗日战争、解放战争期间写过不少评论文章，如以司马龙笔名写的《烂葡萄与硬核桃》等。1948年随军南下，1949年胜利后进入武汉。1950年在汉口与郭小川、张铁夫合作，以马铁丁的笔名轮流撰写《思想杂谈》发表在当时的《长江日报》副刊，几乎每天有一篇杂文见报。《思想杂谈》就国际国内形势等问题对青年进行及时的宣传教育，深受青年的喜爱。1952年调北京新华总社工作，“马铁丁”的合作基本结束，但他继续撰写《思想杂谈》及其它杂文，如《踏平难关，奋勇前进》、《向日葵》、《爱国主义的光辉形象》、《火柴颂》等。1956年任《文艺报》副主编，并加入中国作家协会。
个人作品
新中国成立后的十年间，陈笑雨以马铁丁笔名出版的集子有《思想杂谈》（武汉通俗图书出版社1951年）、《思想杂谈·集外集》（武汉通俗图书出版社1952年）、《马铁丁杂文集（第一本）》（华北人民出版社1954年）、《复青年读者》（中国青年出版社1954年）、《杂文集（第二本）》（通俗读物出版社1955年）、《杂文集（第三本）》（通俗读物出版社1955年）、《杂文集（第四本）》（通俗读物出版社1956年）、《共产主义道德是最高尚的道德》（通俗读物出版社1955年）、《思想杂谈选集》（作家出版社1956年）、《杂文杂诗集》（通俗读物出版社1956年）、《说东道西集》（作家出版社1958年）、《革命风格集》（敦煌文艺出版社1958年）、《张驰集》（作家出版社1959年）等。1959年他以马铁丁名义主编《新观察》直至停刊。以后任《人民日报》编委、文艺部主任。1962年出版《不登堂集》（上海文艺出版社）、《残照集》（作家出版社）和《访朝特写》。
含冤去世
文革初期遭到批斗，曾被迫下跪“请罪”。1966年8月24日，与老舍同日投永定河自尽（一说北京龙潭湖），终年49岁。临死前留下“死了比活着好，死了更干净”的字句。1978年4月23日，党组织为他隆重举行骨灰安放仪式，为其昭雪伸冤。1984年人民日报出版社出版了《马铁丁杂文选》。
相关文章
1966年8月24日，作家老舍在遭受了游街批斗等凌辱后自沉太平湖。也是这一天，杂文家、文艺评论家陈笑雨，遭遇了与老舍同样的劫难，以老舍同样的方式，含冤离开了人世。
几十年过去，靖江人民没有忘记这位家乡的骄子。幼年美丽富饶的长江岸边，是陈笑雨自幼生活的地方。陈笑雨是一个独生子，受家庭宠爱和娇养，生长在长江岸边却不会游泳，不经风雨。进入中学以后，陈笑雨开始接触到进步思想，体魄和思想发生了变化，逐渐树立了革命理想。在师范后期，他用笔名陈笑雨写了一篇小说，此后，笔杆子就成了他的终生“伴侣”。1937年“七·七”事变爆发，许多有志青年纷纷走向抗日救国道路，陈笑雨的母亲为了把儿子留在身边，用婚姻来阻止他参加革命活动，但是，抗日救亡的烽火使陈笑雨投身革命的意志更加坚定。他和家乡多名热血青年组织了“靖江业余实验话剧团”，排演了《东北一角》、《三江好》等抗战题材的话剧，先后在靖城、生祠、孤山等地演出，大大激发了靖江民众抗日救国的热情。1938年初他毅然离家，通过中共有关负责人王炳南、李克农、罗炳辉的介绍和美国朋友埃德加·斯诺的关系，同其他几个青年一起，奔赴革命圣地延安。这一年，陈笑雨光荣地加入了中国共产党，并正式用名陈笑雨，先在陕西公学学习，后到新华社工作，由最初的油印员，做到之后的编辑、记者。1940年据广播前辈杨兆麟回忆，1940年12月30日夜晚，延安新华广播电台正式开播后，按规定，每天上午由通信员把稿子从新华社当时所在的杨家岭送到军委三局所在地，也就是延安以西13公里的盐店子村，再由“九分队”的通信员从盐店子接力取回王皮湾。为了不耽误播音，陈笑雨等三个编辑后半夜就起床开始编稿。窑洞很大，点着昏黄的油灯。隆冬时节，朔风吹破窗纸，写一会儿字手就冻僵。陈笑雨他们在炭火盆上烤一烤、搓一搓，再接着奋笔疾书。当时他们每天在天亮时要编发8000字左右的稿件两套。一套要译成电码，发文字广播；一套要做口语化处理，发给电台做口语广播。在如此艰苦的工作环境下，陈笑雨由一个普通学生成长为忠于党、忠于人民的无产阶级革命战士。1946年1946年国共谈判，陈笑雨以新华社特派记者的身份飞赴北京，与吴冷西等人参加军调部的工作。在军调部工作期间，陈笑雨白天采访、编稿，夜晚阅读文件，身边放着火柴，随时准备对付国民党特务的突然袭击。一天晚上，他和新华社北平分社的同志们集体被捕，在党组织的营救下，第二天全部释放。陈笑雨在十分艰难的形势下，表现了坚持斗争的共产党人的信念。1947年1947年，陈笑雨受党组织的指派，由他带领新华社华东总分社的部分同志，奔赴国民党重点进攻的地区胶东。在武装部队的保护下，他们勇敢地进行工作，经受了激烈战争的考验。翌年，陈笑雨随军南下，1949年，又进入武汉，任新华社中南总分社副社长。1950年1950年全国性的“思想教育运动”开始后，喜欢鲁迅杂文的陈笑雨（司马龙）和郭小川（丁云）、张铁夫分别取出自己名字中的一个字，以“马铁丁”这一合作笔名轮流撰写“思想杂谈”，几乎每天一篇在《长江日报》上发表。“思想杂谈”就国际国内形势等问题对青年进行及时宣传教育，深受广大读者特别是青年朋友的喜爱，一时蜚声大江南北，产生了广泛而有力的影响。“思想杂谈”虽为三人合作，但陈笑雨独有的朴实、泼辣、热情的特点，在熟悉陈笑雨为人为文的同事、朋友中，仍然一眼便能看得出来。
文学评论家冯牧在《马铁丁杂文选》代序中说，马铁丁和我们刚刚建立起来的共和国不断变革、日新月异的现实生活，是如此地同步伐、共脉搏，血肉相连，而加上其中经常闪现的思想和艺术的光彩，使这些文字中的许多篇，至今仍然对于广大读者有着生动的实际作用和启迪作用。我看得出来，这些杂文和随笔，和他在延安时期写的“司马龙”的杂文相比，无论在思想的敏锐上，在学识的广博上，在文笔的造诣上，可以说已经从一个热情奔放的青年人，变成了思想深沉、见解精辟的成年人了。1952年1952年，陈笑雨从武汉调到北京新华社总社任国内新闻编辑部副主任，他和郭小川、张铁夫的三人合作关系基本结束，“马铁丁”却由此成了陈笑雨的专用笔名。他继续撰写“思想杂谈”及其他杂文。他在战争年代写的军事小品，如《烂葡萄与硬核桃》、《阵地杂感》，杂文如《踏平难关，奋勇前进》、《向日葵》、《爱国主义者的光辉形象》、《火柴颂》等，后来编成《思想杂谈选》、《张弛集》出版。陈笑雨为了多做工作，做好工作，无所谓节假日，一贯勤奋地学习与写作。他在《张弛集》后记中写道：“如果我的集子，对提高青年朋友们的思想认识，能多少有些帮助，那就心满意足了，此外，别无所求。”1954年1954年，陈笑雨调到中宣部出版处任副处长。1956年又调任中国作家协会《文艺报》副主编，他开始扩展自己的领域，撰写文艺评论，及时为文艺新花浇水培土，“逐渐成为了一个卓有成就的文艺评论家。（冯牧语）”1959年，他以马铁丁名义主编《新观察》。在此期间，他继续以马铁丁笔名撰写了不少在当时有影响的锋芒犀利的杂文。《新观察》停刊后，陈笑雨调入《人民日报》任编委、文艺部主任。这一阶段，陈笑雨在宣传上仍然坚持实事求是的民主作风，在艺术上遵循艺术规律和科学态度，他满怀激情地歌颂了一大批革命回忆录，褒扬长篇小说《红岩》和电影《红色娘子军》，夸赞历史题材的电影《甲午风云》，处处表现了积极活跃的革命思想。1962年1962年2月，毛泽东主席亲自主持召开扩大的中央工作会议之后，各条战线都出现了新的局面，报纸刊物上不断出现生动活泼的文章。在这种大好形势鼓舞下，在陈笑雨的主持并参与下，一个以“表彰先进，匡正时弊，活跃思想，增加知识”为方针的“长短录”杂文专栏，在副刊上开辟了。专栏作者由文学家、政论家、历史学家夏衍、吴晗、廖沫沙、孟超、唐弢等5人组成，自1962年5月至12月，他们分别撰写了“时而有如投枪和匕首，时而又好像灯火和闪光的锋锐犀利”的37篇文章，在读者中产生了强烈共鸣。但“文革”一开始，陈笑雨和5位专栏作者就受到署名高炬、何明的攻击。之后，“两报一刊大批判组”等又继续进行攻击，诬蔑他们是“反动的大合唱”、“反党反社会主义的大毒草”、“长短录俱乐部”等等，不一而足。1963年至1964年间，戏剧界出现了《李慧娘》、《谢瑶环》等所谓“鬼戏”，《人民日报》副刊发表的题为《一朵鲜艳的红梅》论“有鬼无害”的评论文章，却使陈笑雨蒙受了更深的不白之冤，以至调出人民日报社。
1962年，陈笑雨出版了他的《不登堂集》和《残照录》。《残照录》揭露和讽刺了帝国主义、霸权主义的丑行。陈笑雨的后期杂文，曾自编为20万字的《续不登堂集》，后因“文革”开始而作罢，文稿也随之散失殆尽。
历史见证
陈笑雨在《人民日报》时的同事、作家袁鹰曾撰文评价道：“笑雨的文艺评论，不仅有独特见地，不人云亦云，而且能坚持从作品的实际出发，敢于顶风，不趋时附向。”冯牧也在文章中写道：“笑雨……的文章不论长短，都有自己的见解，有些可以说是真知灼见……他思想品质中的这些闪光的东西，把他造就成为一个刚正不阿、胸怀坦荡、勤学不辍的优秀文艺战士。”
在陈笑雨短短不到50年的人生中，他写下了思想杂谈、文艺短论、国际随笔、读书札记、散文、通讯、纪事纪行、新闻散论等约百万余字，生前出版有20余本杂文自选集。
陈笑雨的杂文是历史的见证，也是当代中国文学史的一部分。在一本供汉语言文学专业本科生用的《写作学教案》中，有着这样的评论：马铁丁等人的杂文常使用曲笔手法。读他们的文章，一方面会觉得忍俊不禁，另一方面又会感到字里行间包含着一种辛辣的尖刻的讽刺。金汉总主编的《中国当代文学发展史》（上海文艺出版社2004年），以“正面教育的杂感”总结了“马铁丁”在当时产生的影响，认为“是这一时期比较重要的收获”。