权益分类	功能权益	普通用户	{{item.name}}会员
{{category.name}}	{{benefitItem.name}}

MEMS技術に基づく熱スイッチ、およびそれを用いたマイクロ磁気冷凍システムの開発

基于MEMS技术的热开关及其微磁制冷系统的开发

基本信息

批准号：
09J09144
负责人：
塚本貴城
金额：
$ 1.34万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2009
资助国家：
日本
起止时间：
2009 至 2011
项目状态：
已结题

项目摘要

はじめに,磁気冷凍器に使用するための磁気スイッチの開発を行った.磁気スイッチの性能としては,ON状態での磁束密度が1T,OFF状態での磁束密度が0Tとなるように設計を行った.初期試作では,ヨークの3次元効果を考慮しなかったために,設計値と実測値に大きな違いがあり,十分な性能が出せなかった.そこで,3次元効果を考慮した,3次元辺要素有限要素法を用いた設計ツールを開発し,磁気スイッチの再設計,作製をおこなった.改良後の設計ツールを用いることで,定量的に性能を予測できることがわかった.次に,微小な磁性体(La(Fe_xSi_<1-x>)_<13>H_y)の断熱支持構造体を作製した.断熱構造は,シリコンのマイクロステージを,パリレンの断熱薄膜で支えることで作製し,このステージ上に磁性材料を貼り付けることで作製した.作製した断熱支持磁性体に,磁気スイッチにより変動磁場を加えることで,磁気熱量効果により磁性体の温度を変動させた.赤外線熱画像カメラにより,この温度変化を測定することで,約1℃の温度変化が可能であることを確認した.最後に,磁性体と磁気スイッチ,熱スイッチを組み合わせることで,マイクロ磁気冷凍器を構成した.電磁ソレノイドを用いて熱スイッチを駆動し,磁気冷凍サイクルを動作させた.熱スイッチの,熱接触子部の温度を赤外線カメラにより計測することで,冷却性能を評価した.冷凍サイクルを動作させることで,約0.7℃の温度変化が見られた.熱理論モデルを構築し,実験結果と比較した.その結果,ほぼ同等の結果が得られた.この熱理論モデルを用いて,今後の最適設計への指針を示した.

The development of magnetic refrigerator is carried out by using magnetic refrigerator. Magnetic properties of the magnetic field: beam density 1T in ON state, beam density 0T in OFF state. The initial trial work is to consider the three-dimensional effect, design value and measurement value, and the performance is very high. 3-D element finite element method is used to design, develop and redesign magnetic elements. After the improvement of design, quantitative performance prediction was carried out. Secondly, the thermal support structure of La(Fe_xSi_<1-x>)_<13>H_y is fabricated. The thermal insulation structure is composed of a thin film and a magnetic material. The temperature of the magnetic body changes due to the increase of the magnetic field. Infrared thermal imaging: temperature variation measurement: about 1℃ temperature variation: possible. Finally, the magnetic body and magnetic refrigerator are composed of magnetic materials and thermal materials. The electromagnetic wave is used to heat the air, and the magnetic wave is used to freeze the air. Temperature measurement of thermal contact unit by infrared ray and evaluation of cooling performance. The temperature of freezing is about 0.7℃. Heat theory is constructed, and the results are compared. The result of the test, the result of the test is equal to that of the test. This thermal theory is applied to the design of future optimal designs.