[發明專利]氫化NiMn基合金磁制冷材料、其制備方法及用途

無效

• 申請號: 200910086648.4
• 申請日: 2009-06-16
• 公開（公告）號: CN101923933A
• 公開（公告）日: 2010-12-22
• 發明（設計）人: 胡鳳霞;王晶;趙金良;孫繼榮;沈保根
• 申請（專利權）人: 中國科學院物理研究所
• 主分類號: H01F1/047
• 分類號: H01F1/047;C22C19/03;C22C1/02;C21D1/26;C21D1/18;C21D1/773;C21D1/76;C22F1/10;C09K5/14
• 代理公司: 北京泛華偉業知識產權代理有限公司 11280
• 代理人: 劉丹妮;郭廣迅

1.一種氫化NiMn基合金磁性材料，其特征在于，所述材料的化學通式為Ni_xMn_yM_zH_α，吸氫前的Ni_xMn_yM_z合金具有L2₁哈斯勒(Heusler)型有序結構，其中：

M選自以下元素中的一種或幾種：In、Sb、Sn和Ga；

x的范圍是：0＜x≤60；

y的范圍是：0＜y≤80，并且滿足y≥x/2；

z的范圍是：0＜z≤50，并且滿足90≤x+y+z≤110；并且

α的范圍是：0＜α≤50.0。

2.如權利要求1所述的氫化NiMn基合金磁性材料，其特征在于，所述磁性材料在0-5T磁場變化下的磁熵變值為：5.0J/kgK-50.0J/kgK，相變溫區位于150K-350K。

3.一種用于制備權利要求1或2所述的氫化NiMn基合金磁性材料的方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：

1)按Ni_xMn_yM_z的化學式配料，其中M、x、y和z如權利要求1中所定義；

2)將步驟1)中配制好的原料放入電弧爐中，抽真空，用氬氣清洗爐腔并充入氬氣至0.5-1.5大氣壓，電弧起弧，每個合金錠反復熔煉1-6次；

3)經步驟2)熔煉好的合金錠在600-1000攝氏度下，真空退火，之后隨爐冷卻或淬入液氮或水中冷卻，從而制備出具有L2₁結構的哈斯勒(Heusler)型Ni_xMn_yM_z單相樣品；和

4)將步驟3)中制備出的單相樣品分割成塊或制成粉末，放入氫氣中退火，從而制備出Ni_xMn_yM_zH_α氫化物；其間通過調節氫氣壓力、退火溫度和時間來控制合金中的氫含量α，α的范圍如權利要求1中所定義。

4.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，

所述步驟2)中所述的真空度小于1×10^-2Pa，所述氬氣純度大于99％；和/或

所述步驟3)真空退火操作中所述的真空度小于1×10^-3Pa；和/或

所述步驟4)所述單相樣品制成的粉末為粒徑小于2毫米的不規則粉末，且所述氫氣退火中所述氫氣的純度大于99％。

5.根據權利要求3或4所述的方法，其特征在于，所述步驟1)所使用的原材料Ni、Mn、In、Sb、Sn和Ga的純度大于95％重量，優選大于98％重量，更優選大于99％重量。

6.根據權利要求3-5任一項中所述的方法，其特征在于，所述步驟2)中熔煉的溫度為1000-2500攝氏度。

7.根據權利要求3-6中任一項所述的方法，其特征在于，所述步驟3)中的退火時間為30分鐘至30天。

8.根據權利要求3-7中任一項所述的方法，其特征在于，所述步驟4)中的氫氣壓力為0-100大氣壓，退火溫度為0-600攝氏度，退火時間為1分鐘至30天。

9.一種磁性制冷機，其特征在于，所述制冷機包括權利要求1或2所述的氫化NiMn基合金磁性材料。

10.權利要求1或2所述的氫化NiMn基合金磁性材料在制造制冷材料中的應用。