液態(tài)金屬冷卻劑

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液態(tài)金屬冷卻劑是指由低熔點堿金屬（如Na、K、Li）和低熔點合金（如Pb-Bi）等構(gòu)成的一種冷卻介質(zhì)，其具有比熱容和熱導率大、熔點低沸點高的特點，常見的液態(tài)金屬冷卻劑有鈉鉀合金、鉛鉍合金和鎵銦合金等。主要應用于核反應堆冷卻、計算機芯片散熱等領域。

中文名稱

液態(tài)金屬冷卻劑

英文名稱

liquid metal coolant

定　　義

使用形態(tài)為液態(tài)的金屬冷卻劑?？捎玫挠幸簯B(tài)鈉(Na)、液態(tài)Na-K合金和液態(tài)鋰(Li)。

應用學科

材料科學技術（一級學科），金屬材料（二級學科），特殊用途金屬材料（三級學科），裂變堆及聚變堆材料（四級學科）

冷卻劑是一種流過或環(huán)繞某個系統(tǒng)來防止該系統(tǒng)過熱的流體。它通過將該系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量傳導到其他的系統(tǒng)來使用或消耗熱量。理想的冷卻劑具有高熱容量，低黏度，廉價，無毒，化學惰性，既無腐蝕性又不促進腐蝕。某些冷卻劑的應用還要求其絕緣。

在高溫或低溫環(huán)境的工業(yè)應用過程中，熱傳導液（Heat Transfer Fluid）是更為常用的術語，而冷卻劑則是在汽車行業(yè)以及暖通空調(diào)系統(tǒng)（HVAC）更為常見的叫法。同時因為在汽車以及暖通空調(diào)領域使用的冷卻劑主要是液體，因此更經(jīng)常被稱為冷卻液。工業(yè)應用中，熱傳導液同時包含了切削液。

冷卻劑在循環(huán)過程中既可以維持其原本的物質(zhì)狀態(tài)（比如，氣體或液體），也可以經(jīng)歷相變（改變原本的物質(zhì)狀態(tài)）。相變過程中潛熱的存在使得冷卻劑的效率更高。當使用冷卻劑來降低環(huán)境溫度時（例如空調(diào)，冰箱），它常被稱作制冷劑。

最常見的冷卻液是水。水具有高熱容和低價的特點，使得它成為合適的導熱介質(zhì)。通常，水在作為冷卻劑時會加入緩蝕劑與防凍劑等添加劑。防凍劑是一種有機化合物（常為乙二醇，二甘醇，或丙二醇）的溶劑，常在水的使用環(huán)境低于零度或需要提高沸點的情況中使用。三甲胺乙內(nèi)酯（又名甜菜堿）是一種類似的冷卻劑，不過這種冷卻劑是由植物制成，因此從生態(tài)保護角度無毒易處理。去離子水因其低導電性常被用作電子電氣設備尤其是高功率發(fā)射器和高功率真空管的冷卻液。重水是一種被用在核反應堆中的中子減速劑。它的次要功能便是作為冷卻液使用。而輕水反應堆，包括最常見的沸水反應堆以及壓水反應堆，則是使用普通的水（即輕水）。丙二醇（PAG）則被用作高溫，熱穩(wěn)定，抗氧化的熱傳導液。切削液則在機床的切削和成型方面作為冷卻液和潤滑劑使用。油在無法使用水的情況下較為常用。因具有高于水的沸點，油的自身溫度可以在無需對容器或循環(huán)系統(tǒng)加壓的情況下維持高溫。（高于一百攝氏度）

礦物油在許多機械齒輪的應用中用作冷卻液和潤滑劑。蓖麻油也時有使用。因為具有高沸點的特點，礦物油常在家用便攜式電暖器，以及工業(yè)用閉環(huán)系統(tǒng)加熱和冷卻中使用。礦物油還因其絕緣性常在浸沒式液體冷卻電腦系統(tǒng)中使用。

硅油與氟油（如fluorinert)的優(yōu)點在于他們的廣譜使用溫度，缺點則在于高價。變壓器油作為冷卻液以及絕緣體在高功率變壓器中使用。燃油在引擎中常被用作冷卻液。低溫狀態(tài)的燃料流經(jīng)引擎的某些部分以吸收廢熱來預熱。煤油以及航空燃油常在航空引擎中作此用途。

氟利昂常在浸沒式液冷的電器件中使用。

制冷劑是一種通過在液體與氣體間相變來降低溫度的冷卻液。鹵代甲烷如二氟二氯甲烷（R-12）和二氟一氯甲烷（R-22）常作為制冷劑使用，但是由于其對環(huán)境產(chǎn)生的影響，正在被液化石油氣或其他種類的鹵代甲烷所取代。（比如1,1,1,2-四氟乙烷（R-134））

液氨常在大型商用系統(tǒng)中使用，二氧化硫則在早期的冰箱中使用。

二氧化碳（R-744）在汽車內(nèi)部溫度控制，家用空調(diào)，商用制冷，以及自動販賣機中作為工作流體使用。

冷裝時，常用的冷卻劑有固體二氧化碳（俗稱干冰）、液態(tài)氮、液態(tài)氧和液態(tài)空氣等。使用時，可根據(jù)冷卻的溫度來選擇：冷卻溫度高于-78℃時，屬于一般性冷卻范圍，用干冰比較合適；冷卻溫度低于- 78℃時，屬深冷

范圍，則需用液態(tài)氮或液態(tài)空氣，也可以用液態(tài)氧。