[發明專利]一種制備稀土鐵硅硼氫材料的方法

在審

• 申請號: 201310532332.X
• 申請日: 2013-10-31
• 公開（公告）號: CN104593631A
• 公開（公告）日: 2015-05-06
• 發明（設計）人: 黃焦宏;劉翠蘭;張濤;慕麗娟;程娟;閆宏偉;金培育;張英德;李兆杰;張文佳
• 申請（專利權）人: 包頭稀土研究院
• 主分類號: C22C1/10
• 分類號: C22C1/10
• 代理公司: 北京律遠專利代理事務所(普通合伙) 11574
• 代理人: 丁清鵬

本發明提供一種制備室溫稀土鐵硅硼氫化物的方法，包括：將稀土鐵硅硼化合物放置在真空環境下，充氫氣至0.1MPa～0.2MPa，在第一溫度區間內保溫，得到第一稀土鐵硅硼氫化合物；將所述第一稀土鐵硅硼氫化合物放置在真空環境下，充入惰性氣體至0.07MPa～0.1MPa，在第二溫度區間內保溫，得到第二稀土鐵硅硼氫化合物。通過以上方法可以控制稀土鐵硅硼化合物的氫含量，從而得到不同居里溫度的稀土鐵硅硼氫化合物。

技術領域

本發明涉及磁制冷材料技術領域，特別涉及一種制備稀土鐵硅硼氫材料的方法。

背景技術

制冷技術廣泛的應用在各個領域，傳統的制冷技術采用氣體壓縮制冷技術，但該技術存在耗能大、環境不友好等缺點。因此，越來越多的公司開始使用磁制冷技術。與傳統氣體壓縮制冷技術相比，磁制冷技術具有節省能源、效率高、環境友好等優點。

磁制冷的原理是基于某種磁性材料所具有的磁熱效應，即一種磁制冷材料在變化的磁場中，其熵（溫度）隨之改變。隨著磁場增強，磁制冷材料的磁熵減小，溫度升高；隨著磁場減弱，磁制冷材料的磁熵增大，溫度降低。磁熱效應在材料的居里點附近最大。磁制冷材料是否具有大的磁熱效應是實現室溫磁制冷的關鍵問題之一。

稀土鐵硅化合物具有大的磁熵變，原材料價格相對低廉，被公認為是最有實用前景的磁制冷材料之一。但該化合物的居里溫度低，不能在室溫范圍使用。該化合物通過吸氫能夠將居里溫度提高到室溫附近。化合物的氫化物保持其原有的NaZn13型結構和一級磁相變性質，并且磁熵變ΔS基本不變。含氫量對稀土鐵硅硼化合物的居里溫度影響非常大，0.1個原子的氫含量能夠將稀土鐵硅化合物的居里溫度提高10℃左右。室溫磁制冷機中要求磁制冷材料在室溫附近有不同的居里溫度，即通過吸、放氫，得到不同居里溫度（磁相變點）的稀土鐵硅硼氫化合物。

因此，需要提出一種工藝來調節稀土鐵硅硼氫材料的居里溫度達到室溫附近。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種制備室溫稀土鐵硅硼氫化物的方法，通過控制氫含量得到不同居里溫度（磁相變點）的稀土鐵硅硼氫化合物，以調節稀土鐵硅硼氫材料的居里溫度達到室溫附近。

一種制備室溫稀土鐵硅硼氫化物的方法，包括：

將稀土鐵硅硼化合物放置在真空環境下，充氫氣至0.1MPa～0.2MPa，在第一溫度區間內保溫，得到第一稀土鐵硅硼氫化合物；

將所述第一稀土鐵硅硼氫化合物放置在真空環境下，充入惰性氣體至0.07MPa～0.1MPa，在第二溫度區間內保溫，得到第二稀土鐵硅硼氫化合物。

優選地，所述第一溫度區間為260℃～350℃。

優選地，所述在第一溫度區間內保溫，得到第一稀土鐵硅硼氫化合物，具體為：

將稀土鐵硅硼化合物在第一溫度區間內保溫2～6小時，得到第一稀土鐵硅硼氫化合物。

優選地，所述第二溫度區間為180℃～240℃。

優選地，所述在第二溫度區間內保溫，得到第二稀土鐵硅硼氫化合物，具體為：

將所述第一稀土鐵硅硼氫化合物在第二溫度區間內保溫0.25～10小時，降溫至室溫，得到第二稀土鐵硅硼氫化合物。

優選地，所述惰性氣體為氬氣。

優選地，在將所述稀土鐵硅硼化合物放置在真空環境下之前，還包括：

在真空感應熔煉爐中將稀土鐵硅硼化合物澆鑄成5～20mm的薄板；

將所述薄板在1150℃～1210℃退火5小時～20小時，采用水冷或空氣冷卻；

將所述薄板破碎至0.1mm～5mm顆粒，形成不規則的稀土鐵硅硼化合物顆粒。