[發明專利]粘結La(Fe，Si)13基磁熱效應材料及其制備方法和用途

有效

• 申請號: 201110374158.1
• 申請日: 2011-11-22
• 公開（公告）號: CN103137281A
• 公開（公告）日: 2013-06-05
• 發明（設計）人: 胡鳳霞;陳嶺;包立夫;王晶;沈保根;孫繼榮
• 申請（專利權）人: 中國科學院物理研究所
• 主分類號: H01F1/053
• 分類號: H01F1/053;H01F1/08;H01F1/22;H01F41/02;F25B21/00
• 代理公司: 北京泛華偉業知識產權代理有限公司 11280
• 代理人: 郭廣迅

1.一種具有高強度的粘結La(Fe，Si)₁₃基磁熱效應材料，所述磁熱效應材料包含磁熱效應合金顆粒和膠粘劑，其中，所述磁熱效應合金顆粒的粒徑為≤800μm，并且所述磁熱效應合金顆粒被所述膠粘劑粘結成塊體材料；

其中，所述磁熱效應合金顆粒具有NaZn₁₃型結構，其化學式為：

La_1-xR_x(Fe_1-p-qCo_pMn_q)_13-ySi_yA_α，

其中，

R選自Ce、Pr和Nd元素中的一種或多種，

A選自C、H和B元素中的一種或多種，

x的范圍是：0≤x≤0.5，

y的范圍是：0.8＜y≤2，

p的范圍是：0≤p≤0.2，

q的范圍是：0≤q≤0.2，

α的范圍是：0≤α≤3.0。

2.根據權利要求1所述的磁熱效應材料，其中，相對于100重量份的所述磁熱效應合金顆粒，所述膠粘劑的含量為1～10重量份，優選為2～5重量份。

3.根據權利要求1或2所述的磁熱效應材料，其中，所述膠粘劑選自環氧樹脂膠、聚酰亞胺膠、尿素樹脂、酚醛樹脂和鈦酸乙二烯丙酯中的一種或多種，優選地選自環氧樹脂膠和聚酰亞胺膠中的一種或兩種。

4.根據權利要求1至3中任一項所述的磁熱效應材料，其中，所述磁熱效應材料在0～5T磁場變化下的有效磁熵變值為5.0～50.0J/kgK，相變溫區位于10～450K。

5.根據權利要求1至4中任一項所述的磁熱效應材料，其中，所述磁熱效應合金顆粒的粒徑范圍為15～800μm，優選為15～200μm。

6.根據權利要求1至5中任一項所述的磁熱效應材料，其中，所述磁熱效應合金顆粒的化學式為：

La_1-xR_x(Fe_1-pCo_p)_13-ySi_yA_α，

其中，

R選自Ce、Pr和Nd元素中的一種或多種，

A選自H、C和B元素中的一種或兩種，

x的范圍是：0≤x≤0.5，

y的范圍是：1≤y≤2，

p的范圍是：0≤p≤0.1，

α的范圍是：0≤α≤2.6。

7.權利要求1至6中任一項所述的磁熱效應材料的制備方法，該方法包括如下步驟：

1)按化學式配制原料，或者當化學式中的A包括氫元素時，按化學式配制除氫以外的原料；

2)將步驟1)配制好的原料放入電弧爐中，抽真空，用氬氣清洗，并在氬氣保護下熔煉，獲得合金錠；

3)將步驟2)熔煉好的合金錠真空退火，然后在液氮或水中淬火，制備出具有NaZn₁₃結構的La_1-xR_x(Fe_1-p-qCo_pMn_q)_13-ySi_yA_α磁熱效應合金；

4)對步驟3)制得的磁熱效應合金進行破碎，得到粒徑≤800μm的磁熱效應合金顆粒；

5)將膠粘劑與步驟4)制得的磁熱效應合金顆粒混合均勻，壓制成型，并固化得到塊體材料；

其中，當化學式中的A包括氫元素時，所述步驟5)的固化過程在氫氣中進行。

8.根據權利要求7所述的制備方法，其中，在所述步驟5)中，將膠粘劑與磁熱效應合金顆粒混合的方法為干法混合或濕法混合，所述干法混合包括：將粉末狀的膠粘劑、固化劑和促進劑與所述磁熱效應合金顆粒混合均勻；所述濕法混合包括將膠粘劑、固化劑和促進劑溶解于有機溶劑中配制成膠液，將所述磁熱效應合金顆粒加入該膠液中，混合均勻后烘干。

9.根據權利要求7所述的制備方法，其中，在所述步驟5)中，壓制成型的條件包括：壓制壓力為100MPa～20GPa，優選為0.1～2.5GPa，壓制時間為1～120分鐘，優選為1～10分鐘。