制冷技术在生产生活等多领域均起到了至关重要的作用，联合国统计数据表明全球每年25-30%的电力被用于制冷应用。温室效应和能源危机的加剧，制约限制了传统液体制冷剂的使用，提高了气体压缩制冷技术的能效要求，在气候变化和经济条件改善的推动下，对新型冷却材料和技术的需求愈发强烈。美国能源部曾将多种固态制冷材料和技术列为未来制冷可行性技术替代的选择模式，发展具有绿色环保、节能高效和稳定可靠的固态制冷新材料与新技术，成为世界各国关注的焦点和挑战。
《2021固态制冷材料与技术论坛》
以“固态制冷新材料与新技术”为主题，交流固态制冷材料的研究发展现状、关键问题及未来展望，探讨固态制冷材料与技术的产业应用场景和价值优势。以创新的冷却策略和实际的解决方案为导向，吸收顶尖研究机构和公司的行业远见，将突破性的研究发现和技术方案从实验室对接转移至市场，让科研与产业赋能互补，共同促进低碳高效的固态制冷领域材料与技术发展。
主要介绍包头稀土研究院研究开发的稀土基磁制冷材料和磁工质，设计研制的室温磁制冷机，设计研制的磁热效应测量仪以及设计、模拟计算、组装的稀土永磁磁场系统等。
包钢集团公司首席专家，主要从事稀土永磁、稀土金属、永磁磁场路设计、磁选机研制、稀土基磁制冷材料和磁制冷研究与开发工作30多年。现在包头稀土研究院（包钢集团公司的下属单位）主要从事科研工作。担任包钢集团公司首席专家，兼任中国稀土学会磁制冷专业委员会副主任委员、中国稀土协会专家组专家。
通过简单的溶胶凝胶技术制备了一系列高质量铁电薄膜；通过铁电与反铁电多相共存实现了室温附近巨大的正电卡效应的突破以及较宽温区内较大正电卡的突破；通过电场与相变诱导协同实现了无铅材料中可与迄今为止最大正电卡效应媲美的巨大的负电效应，进一步通过氮化镓衬底实现了任意四方相组份中的较大较宽负电卡效应的突破。
长期从事新型电子功能薄膜材料的制备及其器件的研发。主要包括毫米波雷达移相器用铁电薄膜材料及其移相与波导器件、固态电卡制冷薄膜材料及其芯片级电卡制冷器件、高温压电薄膜材料及其压电传感器件、高功率密度与高储能密度薄膜材料及其储能器件、热释电红外敏感薄膜材料及其非致冷型红外器件等研究方向。
辐射制冷技术，在不吸收太阳辐射的同时利用大气窗口8-13微米波段将热量以红外辐射的方式传递至深空冷源，可在日照下实现无能耗降温，将其应用于建筑物、构筑物表面，可有效降低建筑物、构筑物内部温度，减少空调制冷负荷，提升内部人体舒适度和物品储藏环境，是一种新型负碳技术。
近年来辐射制冷材料研发进展迅速，宁波瑞凌率先将这种技术进行转化，已在大型公共建筑、粮食仓储等领域开展典型应用，并形成初步解决方案。
演讲嘉宾：徐静涛，宁波瑞凌新能源科技有限公司
前沿与基础研究中心副主任
弹热制冷制冷效率高，无振动和电磁干扰，特别适合空间应用。在空间预警、军事探测、深空探测等遥感探测器的低温制冷领域具有广阔的应用前景。本文研究了NiTi基形状记忆合金的弹热效应，弹热温差可达20K以上，细化晶粒能够显著抑制应变滞后效应。
演讲嘉宾：周敏，中国科学院理化技术研究所高级工程师
近年来，主要从事弹热材料、热电材料等方向的研究工作。在Journal of the American Ceramic Society, Journal of Materials ChemistryA, Advanced Functional Materials, Applied Physics Letters等学术期刊发表论文40余篇。主持和参与包括国家重点研发计划、国家自然科学基金面上项目、宁波市“科技创新2025”重大专项等多项国家、地方科技项目。曾获得北京市科学技术三等奖（第三完成人），中国材料研讨会热电材料及应用分会优秀青年学者奖(中国材料研究学会)等奖项。
传统制冷技术源于气-液相变过程中所伴随的熵变，从而达到降温制冷的效果。但这种技术不仅能量利用率低，且制冷剂的广泛使用会导致臭氧层严重破坏已及温室效应加剧。近年来，利用固-固相变的新型卡诺制冷技术得到广泛关注，包括磁热效应、电热效应、弹热效应及压热效应。其中，基于应力诱发马氏体相变的弹热效应，以其高效节能、低成本备受青睐。固态弹热制冷技术主要使用的材料为形状记忆合金，不同于普通金属材料，形状记忆合金的失效主要体现在功能性疲劳而非结构性疲劳。形状记忆合金的功能疲劳主要来源于相变过程中位错的累积，从而影响材料的相变行为。因此，如何抑制形状记忆合金缺陷的产生、增殖，成为开发高性能固态弹热制冷合金的重要课题。通过调控固态相变路径、微观组织结构，我们开发了一系列具有高抗疲性能的形状记忆合金，包括铁基、镍钛基等形状记忆合金。相关工作为新型固态弹热制冷合金的推广应用奠定了一定基础。
男，博士生导师, 国家优秀青年科学基金获得者,上海市浦江人才获得者，日本学术振兴会JSPS学者。
弹性体拉伸放热收缩后吸热，因此可用于弹热制冷，但目前这种固态制冷方法效率还有待提高，其主要原因是其韧性或弹性范围较低，并伴随迟滞效应。因此利用具有较大弹性变形范围的天然橡胶纤维，通过在径向方向获得了宏观上具有周期性螺旋结构、但微观上保持分子的有序平行排列的纤维，进一步增加了这种纤维的弹性区间，并增加了可逆性，使其获得了更大范围的熵变，大幅提高制冷效率。同时这种方法还具有广泛的适用性，我们对多种常见的高分子纤维，比如对没有任何制冷效果的半结晶型聚乙烯、尼龙等纤维，采用同样的方法引入了类似的周期性螺旋结构，都观察到了明显提升的可逆形变范围以及良好的制冷效果。大大拓展了固态制冷的材料范围。
主要研究领域包括仿生智能高分子材料，包括高强韧人造蜘蛛丝、人工肌肉、柔性电子、柔性制冷等。目前共发表SCI论文80余篇，总计SCI他人引用6000余次。其中以第一作者和通讯作者在 Science, Nat. Commun.,Adv. Mater.等国际学术 SCI 期刊上发表研究论文40 余篇。受邀撰写多篇综述。申请中国专利20余项。在多个国内外学术会议做邀请报告60余次。入选国家青年人才支持计划，获得天津市杰出青年基金，第十二届江苏省优秀科技工作者等荣誉称号。
华中科技大学本科、硕士，西安交通大学博士。“百人计划”特聘教授。广东省智能材料和能量转化器件工程技术研究中心主任。在香港、美国从事研发工作14年。主要从事纳米粉体和纳米复合材料、多层厚膜陶瓷、铁电聚合物及软物质、铁电压电和介电陶瓷电容器、驱动器、储能器件和电卡致冷器件、铁电-铁磁耦合材料和器件等领域。在Science等国际刊物和会议上发表论文190篇，SCI收录150余篇。在国内外学术会议、大学和研究所获邀请报告逾50次。授权美国专利1项，授权中国专利16项，公开中国专利40项。担任《IET Nanodielectrics》、《电子元件与材料》等杂志编委，以及Advanced Materials等20余种国际刊物和《中国科学》等几种国内刊物的审稿人。
随着微电子技术的迅猛发展，特别是在5G和人工智能（AI）两大时代技术的推动下，微型化、便携化、高性能化和高续航化成为当代电子设备发展的重要趋势。电子元件集成化程度和功率密度的增加，导致元件上热流密度的急剧增加和温度的分布更加不均匀，使得微型器件的散热问题变得愈来愈突出。由于其集成化程度高、有效空间小，传统的被动方式已经难以满足越来越高的散热需求。基于半导体佩尔捷效应的热电主动制冷技术，不仅具有无传动部件、无噪声、可靠性高和寿命长等特点，而还具有易于微型化、易于和其他电子设备集成等优点，被认为是解决电子元件微小区域散热问题的重要技术之一，并受到了工业界和学术界的广泛关注。
报告全面介绍了热电制冷技术目前所应用领域，及热电制冷模块的国内外市场与产业现状，并对我国国内半导体制冷研究产业现状所存在的问题进行了总结归纳，同时对未来的技术发展趋势进行了展望。
演讲嘉宾：刘睿恒，中国科学院深圳先进技术研究院研究员
2007年本科毕业于山东大学，2012年在中国科学院上海硅酸盐研究所获得博士学位并留所工作，2018年入选中科院青年促进会；2020年6月加入中科院深圳先进电子材料国际创新研究院。从事热电材料与器件应用研究十余年，先后承担国家自然科学基金青年和面上项目、中科院先导专项课题、科技委创新特区课题以及军品配套研制项目多项，并作为研究骨干参加了国家重点研究计划、973、GF重点基础科研项目的研究工作。已经在Nature Communication， Energy & Environ.Science, Adv. Materials, Nano energy 等国际顶级期刊上发表论文41篇， 获国内外授权专利6项。
热电材料基于两类物理效应可实现热能与电能的直接相互转换，包括热电制冷和温差发电两种应用形式。碲化铋基化合物是目前唯一实现了商业化应用的热电材料体系。从材料组分设计、织构化结构调控以及制备工艺优化等方面入手，协同改善其热电性能和力学性能，有助于推动热电转换技术在5G通讯关键芯片、红外探测器等元器件局部温度控制以及各类低品位余热/废热回收等应用发展。
演讲嘉宾：蒋俊，中国科学院宁波材料技术与工程研究所研究员
蒋俊，博士，研究员，博士生导师。浙江省万人计划科技创新领军人才、浙江省杰出青年基金获得者、宁波市领军与拔尖人才（第一层次）。围绕热电晶体和透明陶瓷等光电热功能材料与器件，带领团队建立了“理论计算-制备实施-性能优化-器件集成-应用推广”的完整研发链，从基础科学问题和产业发展需求入手，通过技术熟化实现向产业化的跨越式发展。在Science, Energy Environ. Sci., Adv. Mater., Adv. Energy Mater., ACSEnergy Lett., Nano Energy等期刊发表SCI论文170余篇，申请专利70余项；参与获得宁波市科技进步二等奖和上海市自然科学一等奖。
当前社会快速发展，全球碳排放压力剧增，碳达峰、碳中和已经上升为国家战略、乃至全球共同努力的工作。压缩机制冷在一定程度上并无法满足人们对环保、极致生活体验、特定场景应用的需求升级。随着新型无压缩机制冷技术的持续进步，无压缩机制冷将有望成为压缩机制冷的有益补充，并有望成为某些细分市场和特殊应用场景下的首选。目前海尔已经实现了无压缩机制冷在神舟飞船航天冰箱、空间站制冷箱、血液运输箱、蛟龙号载人潜水器、酒柜等多款产品的应用。本文在介绍一种全球领先的薄膜热电制冷技术优势和关键技术构成的基础上，展示一款“0振动、0温度波动、0噪感”的固态薄膜热电制冷酒柜，为用户提供一种极致的安静、恒温葡萄酒储藏体验。最后，展望了新型热电制冷技术及产品应用发展的后续研发方向、对策和开放式创新合作前景。
工学博士，高级工程师职称，目前主要从事无压缩机新型制冷（新型热电制冷、磁制冷、电卡制冷、电化学制冷等）、先进传热、大热流密度电子散热和高效换热器专业领域的前瞻性研发创新和产品孵化上市工作。已完成固态制冷酒柜的研发上市和高温制冷空调等其它10个家电产品的规模化量产。申请专利400项。
固态制冷材料的表征离不开“热”。这里的“热：既包括材料的使用特性与热紧密相关，例如热电、电卡、相变制冷、磁性制冷等等；也包括材料在制备过程中的烧结等热过程。本报告主要介绍热电材料中这些“热”的测量方法与应用实例，例如热电材料的比热、导热、热膨胀行为分析，赛贝克系数测量等，展示了一个综合的“热”评价方案。
演讲嘉宾：曾智强，耐驰科学仪器商贸（上海）有限公司副总经理
曾智强博士毕业于清华大学材料科学与工程学院，获博士学位。此后赴新加坡南洋理工大学、英国 Surry 大学任研究员，从事陶瓷基复合薄膜方向的研发与应用研究，发表有二十多篇论文并获得3项发明专利。2003年曾智强博士加入德国耐驰，目前担任市场与应用副总经理，致力于拓展德国耐驰热分析、热物性测量系统的应用。
报告题目：5G光通讯用Micro-TEC器件关键共性技术及其发展方向
我国已占据常规制冷器件全球大部分中低端市场。但对于Micro-TEC器件，相关核心半导体材料及其封装技术我国皆未掌握和量产，全部从日本、美国和俄罗斯进口，中美贸易冲突增加了从海外采购高性能Micro-TEC器件的不确定性。鉴于此，本报告立足5G光通讯对Micro-TEC的性能要求出发，分析Micro-TEC器件生产过程中的关键共性技术，包括模拟仿真设计、半导体材料制造、界面处理、器件封装、可靠性标准等方面，并对未来相关技术可能的发展方向提出了自己的见解。
演讲嘉宾：樊希安，武汉科技大学教授，湖北赛格瑞新能源科技有限公司
TEC制冷在电子产品中应用广泛，随着时间的发展，电子产品对TEC的需求越来严苛。TEC的制冷效率、尺寸、外形是限制TEC发展重要瓶颈。未来TEC应向高制冷效率，轻薄，异形的应用方向发展。TEC的热电技术能减少产品向环境热量输出，提升电能利用率，也是未来产品的一个重要的发展方向。
从事结构设计和热设计工作10年，精通风冷，自然散热设计。精通各种类散热材料。主要设计的产品有手机、投影仪、电源、充电器、冰封散热背夹、路由器、机顶盒。热设计过程中撰写专利40多项，其中30多项已授权。
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合金是一类经典的近室温区热电材料，也是目前商用最为成熟的热电材料，进一步提升其热电性能具有重要意义，另外，相关器件的产业化推广与应用场景的广泛开发也越来越成为热电届重要的发展方向，除此之外，热电技术与其他技术的结合也愈发显示出巨大的应用潜力。本报告首先介绍了见炬科技有限公司（后简称公司）在 Bi
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材料性能提高上的相关研究，如通过SiC纳米粒子复合同时提高了 Bi
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材料的热电性能与加工性能，提高材料的利用率；其次，主要介绍了公司在热电器件产业化制造与应用方面的发展方向，如光纤通信，工业设备，以及生化分析；最后，我们将热电技术与其他散热技术结合，有效解决通信基站温控问题，实现节能减排。本报告着眼于实际应用，从产业化角度出发，思考了热电发展的方向，也为热电相关器件的广泛应用注入动力。
蔡博文，博士，博士后，企业首席技术官（CTO），技术中心主任。2018年6月博士毕业于燕山大学材料学院（亚稳材料制备技术与科学国家重点实验室），师从中国科学院院士田永君教授，2018年9月至2020年12月在清华大学材料学院李敬锋教授课题组做博士后研究。目前已在国际知名刊物Adv.Funct. Mater.、Nano Energy、Natl.Sci. Rev.、ACS Appl. Mater. Inter.、J. Mater. Chem. A、Sci. China Mater.、J. Materiomics等期刊上发表论文20余篇，参与撰写热电专著一部（整理中），申请发明专利1项。
会刊资料下载： 
SSC21 电子会刊 0817.pdf
论坛视频链接：https://gmc.h5.xeknow.com/s/2D0bWv
