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La-Fe-Si基室溫磁制冷復(fù)合材料及其制備方法與流程

637   編輯:中冶有色網(wǎng)   來(lái)源:華南理工大學(xué)  
2023-09-20 14:21:51
本發(fā)明涉及一種la-fe-si基磁制冷復(fù)合材料,尤其涉及采用低溫?zé)釅簾Y(jié)及后續(xù)高溫?cái)U(kuò)散熱處理的成型方法制備出的具有室溫區(qū)磁熵變平臺(tái)與大制冷能力,以及高抗壓強(qiáng)度的塊體復(fù)合磁制冷材料及其制備方法。 背景技術(shù): 相對(duì)于目前普遍采用的氣體壓縮式制冷技術(shù),磁制冷技術(shù)由于具有低能耗、無(wú)污染、低噪音、體積小、易維護(hù)、壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn),已成為未來(lái)最具應(yīng)用前景的制冷技術(shù)。磁制冷原理是利用材料的磁熱效應(yīng)(外磁場(chǎng)的變化引起材料本身磁熵的改變并伴隨著熱量的釋放和吸收)來(lái)達(dá)到制冷的。在磁制冷機(jī)熱力學(xué)循環(huán)中,磁埃里克森循環(huán)是一個(gè)非常重要的循環(huán),由兩個(gè)等溫過(guò)程和兩個(gè)等磁場(chǎng)過(guò)程組成,從低溫源吸熱,高溫端放熱,從而產(chǎn)生較大溫差,還可以克服大的晶格熵。在高溫制冷溫區(qū),卡諾循環(huán)不再適合,采用埃里克森循環(huán)可以降低晶格熵帶來(lái)的不利影響。埃里克森循環(huán)要求工質(zhì)在循環(huán)過(guò)程中保持回?zé)崞胶?,這就要求磁制冷工質(zhì)材料在磁熵變-溫度(–δsm–t)曲線上具有近似平臺(tái)狀的特征。因此,從應(yīng)用角度而言,具有磁熵變平臺(tái)的磁制冷材料對(duì)磁制冷機(jī)的設(shè)計(jì)和磁熱效應(yīng)的最終實(shí)現(xiàn)具有重要意義。 近年來(lái),幾類在室溫范圍具有巨磁熱效應(yīng)的材料,如:gd-si-ge,ni-mn-ga,mn-fe-p-as,mnas,la-fe-si/al等合金系。這些材料的共同特點(diǎn)是磁相變的同時(shí)伴隨著顯著的晶體結(jié)構(gòu)或體積的變化,從而其磁熱效應(yīng)明顯高于傳統(tǒng)磁制冷材料gd。在這些新型磁制冷材料中,nazn13型結(jié)構(gòu)的la-fe-si基化合物因其無(wú)毒、滯后小、相變驅(qū)動(dòng)場(chǎng)低、原材料價(jià)格低廉、居里溫度易調(diào)節(jié)等優(yōu)勢(shì)成為最受重視的磁熱效應(yīng)材料之一。 但是nazn13型結(jié)構(gòu)的la-fe-si基磁制冷材料脆性大,難以進(jìn)行機(jī)加工成型。同時(shí),具有一級(jí)相變特征的nazn13型la-fe-si基磁制冷材料,磁相變帶來(lái)大磁熵變的同時(shí)伴隨著材料的磁體積效應(yīng)。在循環(huán)制冷過(guò)程中,la-fe-si基磁制冷材料的體積會(huì)循環(huán)變化,從而導(dǎo)致其內(nèi)部產(chǎn)生微裂紋,最終甚至導(dǎo)致碎裂,嚴(yán)重制約了la-fe-si基材料的應(yīng)用。 磁制冷機(jī)中所需的nazn13型結(jié)構(gòu)的la-fe-si基磁制冷工質(zhì)不僅需要具有優(yōu)良的磁熱性能,同時(shí)還要具有良好的力學(xué)性能。目前部分文獻(xiàn)針對(duì)nazn13型結(jié)構(gòu)的la-fe-si基磁制冷材料的一級(jí)磁相變的磁體積效應(yīng)進(jìn)行改進(jìn)。文獻(xiàn)[1](n.h.yen,p.t.thanh,n.h.dan.influ
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