[發(fā)明專利]一種鋁鐵硼磁制冷材料及其制備方法在審
| 申請(qǐng)?zhí)枺?/td> | 202210294545.2 | 申請(qǐng)日： | 2022-03-23 |
| 公開(kāi)（公告）號(hào)： | CN114678181A | 公開(kāi)（公告）日： | 2022-06-28 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 韓昆;霍軍濤;王軍強(qiáng) | 申請(qǐng)（專利權(quán)）人： | 中國(guó)科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所 |
| 主分類號(hào)： | H01F1/01 | 分類號(hào)： | H01F1/01;H01F41/02;C22C38/06;C22C33/04;B22D11/06;C21D1/26;C21D1/773;C21D6/00;C21D9/52 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 鋁鐵硼磁 制冷 材料 及其 制備 方法 | ||
本發(fā)明公開(kāi)了一種鋁鐵硼磁制冷材料的制備方法，包括按照AlxFe2B2成分式配制原料，其中1.0≤x≤1.35；將原料熔煉成母合金錠；通過(guò)渦流加熱所述母合金錠得到母合金熔體；將所述母合金熔體噴射到高速旋轉(zhuǎn)的銅輥表面，得到鑄態(tài)鋁鐵硼制冷材料；真空條件下對(duì)所述鑄態(tài)鋁鐵硼制冷材料進(jìn)行退火得到鋁鐵硼磁制冷材料。該方法消耗Al量較少，熱處理時(shí)間較短。本發(fā)明還公開(kāi)了采用鋁鐵硼磁制冷材料的制備方法制備得到的鋁鐵硼磁制冷材料。該鋁鐵硼磁制冷材料中的鋁鐵硼相純度較高，具有較高的磁熵變。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于磁制冷材料領(lǐng)域，具體涉及一種鋁鐵硼磁制冷材料及其制備方法。
背景技術(shù)
磁制冷是以磁性材料為工質(zhì)，利用磁熱效應(yīng)來(lái)實(shí)現(xiàn)制冷的一種固態(tài)制冷技術(shù)，相比較于傳統(tǒng)氣體壓縮式制冷，在能量利用效率、無(wú)氣態(tài)制冷劑方面有顯著優(yōu)勢(shì)，利于節(jié)約能源、保護(hù)環(huán)境。
磁制冷技術(shù)被認(rèn)為是未來(lái)可能取代傳統(tǒng)的氣體壓縮制冷，成為最有發(fā)展前景的制冷技術(shù)之一。稀土磁制冷材料具有理想的性能，現(xiàn)有制備磁制冷材料主要通過(guò)稀土制備磁制冷材料。
專利號(hào)為CN113444966A的中國(guó)專利公開(kāi)了一種混合稀土鐵硼磁制冷材料及制備方法，其材料化學(xué)組分為：RExRE'1-x，F(xiàn)e12B6；其中RE和RE'為稀土La、Y、Ce、Nd中任意不同元素中的一種，0.2≤x≤0.8。本發(fā)明混合稀土RExRE'1-x，F(xiàn)e12B6材料屬于空間群，為SrNi12B6型晶體結(jié)構(gòu)。本發(fā)明的稀土鐵硼材料通過(guò)將原料在氬氣的保護(hù)下電弧熔煉結(jié)合甩帶技術(shù)制備，工藝簡(jiǎn)單，適用于工業(yè)化生產(chǎn)與應(yīng)用。
但決定了磁制冷材料這一技術(shù)能否走出實(shí)驗(yàn)室、走向商用化的關(guān)鍵之一是尋找合適的室溫溫區(qū)的磁制冷材料。目前一方面高性能室溫溫區(qū)磁制冷材料相對(duì)較少，另一方面目前報(bào)道的高性能磁制冷材料，一般均含有稀土元素，由于稀土元素價(jià)格昂貴且含量稀少，而限制了該類材料的實(shí)際應(yīng)用。其成本制約難以商業(yè)化。因此尋找高性能的非稀土磁制冷材料成為磁制冷技術(shù)應(yīng)用的關(guān)鍵。
現(xiàn)發(fā)現(xiàn)鋁鐵硼(AlFe2B2)金屬間相有較好的磁熱效應(yīng)，并且其成本十分理想，因而受到研究者的關(guān)注。但鋁鐵硼相傳統(tǒng)的制備方法存在如下缺點(diǎn):1.需要消耗50～200％的過(guò)量Al以抑制FeB相、提高鋁鐵硼相純度，造成浪費(fèi)；2.需要長(zhǎng)時(shí)間熱處理；3.制備出的鋁鐵硼相性能不一，許多研究者制備的鋁鐵硼相磁熵變?cè)?～3J kg-1K-1(2T)，遠(yuǎn)低于4J kg-1K-1的理想值。
因此亟需涉及一種能夠降低熱處理時(shí)間，較小消耗Al量，得到鋁鐵硼相純度較高、磁熵變較高的鋁鐵硼磁制冷材料的制備方法。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種鋁鐵硼磁制冷材料的制備方法，該方法消耗Al量較少，熱處理時(shí)間較短，制得的鋁鐵硼磁制冷材料中的鋁鐵硼相純度較高，具有較高的磁熵變。
一種鋁鐵硼磁制冷材料的制備方法，包括：
(1)按照AlxFe2B2成分式配制原料，其中1.0≤x≤1.35；
(2)將原料熔煉成母合金錠；
(3)通過(guò)渦流加熱所述母合金錠得到母合金熔體，對(duì)所述母合金熔體進(jìn)行快速凝固得到鑄態(tài)鋁鐵硼制冷材料；
(4)真空條件下對(duì)所述鑄態(tài)鋁鐵硼制冷材料進(jìn)行退火得到最終鋁鐵硼磁制冷材料。
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