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熱開關(guān)百科物理專項(xiàng)小知識(shí)
指能夠控制兩個(gè)物體之間熱接觸或熱分離的裝置，一般有以下四種：
�、艢怏w開關(guān)：兩個(gè)未接觸的物體，如果它們處在高真空的環(huán)境，彼此傳熱極差，是一種熱分離的狀態(tài)，在充入少量的氦氣后，通過氦氣的傳熱，兩物體之間實(shí)現(xiàn)了熱接觸，從而起到了熱開關(guān)的作用。
�、茩C(jī)械開關(guān)：有鉗式和平板式兩種。用和A物體熱連接的鉗子夾住B物體時(shí)就熱連接，鉗子松開時(shí)就熱分離。平板式可用波紋管或威爾遜接頭的伸縮使與A物體熱連接的平板與B物體熱連接或分離。為了減少接觸時(shí)的熱阻，在接觸處應(yīng)焊上銀、黃金或銅等高熱導(dǎo)的金屬板。
⑶超導(dǎo)開關(guān)：利用超導(dǎo)材料的超導(dǎo)態(tài)與正常態(tài)的熱導(dǎo)差而制成的熱開關(guān)。正常態(tài)熱導(dǎo)n正比于T，超導(dǎo)態(tài)熱導(dǎo)s正比于T3，所以n/s正比于T-2，熱導(dǎo)比在0.1K以下可達(dá)103～105。其正常與超導(dǎo)態(tài)之間的轉(zhuǎn)換可用一小磁體來實(shí)現(xiàn)。在低溫下材料處于超導(dǎo)態(tài)，加上磁場(chǎng)時(shí)它就轉(zhuǎn)變?yōu)檎B(tài)，所以可以用磁場(chǎng)來控制熱開關(guān)的通與斷，即A、B兩物體通過一超導(dǎo)材料連接在一起，無磁場(chǎng)時(shí)，材料熱導(dǎo)率小是熱開路。加上磁場(chǎng)，材料失起變?yōu)檎B(tài)，熱導(dǎo)率加大了幾個(gè)量級(jí)成為熱通路。
�、却艧衢_關(guān)：利用有些材料如Be、Ga等的熱流磁場(chǎng)效應(yīng)，也即在外場(chǎng)的作用下，這些材料的熱導(dǎo)小，無外場(chǎng)時(shí)的熱導(dǎo)大。所以可以用磁場(chǎng)來控制熱通路或斷路。例如高純的Be單晶在T20K時(shí)，H=6kOe，其熱導(dǎo)比(0)/(H)102，這種熱開關(guān)在溫度升高后其聲子運(yùn)載的熱流凌駕于載流子運(yùn)送的熱流之上，這時(shí)對(duì)H時(shí)就不敏感了。所以這種熱開關(guān)在T100K時(shí)就不能使用。
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