專利名稱：磁性合金材料及其制造方法以及磁制冷系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及適于用作磁制冷工作物質(zhì)或磁致伸縮材料的磁性合金材料及其制造 方法，以及使用上述物質(zhì)或材料的磁制冷系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
近年，以組成式La1^REz(Fe1-A^yTMy) 13(其中，A 為 Al、Si、Ga、Ge、Sn 的至少 1 種元 素，0. 05彡χ彡0. 2，TM為過渡金屬元素中的至少1種元素，0彡y彡0. 1，RE為不包括La 的稀土族元素中的至少1種元素，0彡ζ彡0. 1)表示的磁性合金材料(下文簡稱為“La(Fe、 Si) 13系磁性合金材料”)，因其具有NaZn13型結(jié)晶構(gòu)造，在居里溫度(Tc)附近顯示出較大的 磁熱效應(yīng)和磁體積效應(yīng)，所以，被視為有前途的磁制冷工作物質(zhì)和磁致伸縮材料(例如，專 利文獻(xiàn)1和專利文獻(xiàn)2)。在現(xiàn)有技術(shù)中，La (Fe、Si) 13系磁性合金材料是通過例如將由電弧熔煉法或砂型鑄 造法得到的合金在真空中進(jìn)行長時(shí)間的熱處理來制造的。另外，在專利文獻(xiàn)3中，記載有因?yàn)榭梢钥s短熱處理時(shí)間和易于粉碎，因此采用軋 輥鑄造法淬冷，得到合金鑄片，制造La (Fe、Si)13系磁性合金材料的方法。專利文獻(xiàn)1 日本特開2000-54086號(hào)公報(bào)；專利文獻(xiàn)2 日本特開2002-69596號(hào)公報(bào)；專利文獻(xiàn)3 日本特開2004-100043號(hào)公報(bào)。

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的課題但是，現(xiàn)有的La(Fe、Si)13系磁性合金材料存在下述問題。現(xiàn)有的采用電弧熔煉法或砂型鑄造法得到的合金，主要是將本申請(qǐng)發(fā)明技術(shù)方案 中的 Si 和 Fe 之外的 M 的一部分(M 選自 Fe、Ti、Zr、Hf、V、Nb、Ta、Cr、Mo、W、Mn、Co、Ni、Cu、 Zn、B、Al、Ga、In、C、Ge、Sn和P的至少1種，其中含F(xiàn)e85原子％以上，上述內(nèi)容取自獨(dú)立 權(quán)利要求1)固溶在Fe中，它是比后述La (Fe、Si) 13型化合物相、富R相含有更多Fe的相 (下文稱為“富鐵相”)，和具有NaZn13S結(jié)晶構(gòu)造的化合物相(下文稱為“La(Fe、Si) 13型 化合物相”)，以及比上述富鐵相、La(Fe、Si) 13型化合物相含有更多稀土族元素的化合物相 (下文稱為富R相)復(fù)雜地交織而成的組織，各相均形成粗大的晶粒。并且，La(Fe、Si)13S 化合物相的含有率很低。如果將這樣的合金進(jìn)行熱處理，就會(huì)從粗大晶粒的界面生成新的 1^恥力)13型化合物相，使1^恥力)13型化合物相的含有率增加。但是，為了提高具有這 樣的組織的合金的La(Fe、Si)13型化合物相的含有率，在高溫下進(jìn)行長時(shí)間的熱處理是必 不可少的。因此，存在著下述問題熱處理之后所得到的La(Fe、Si)13系磁性合金材料的含 氧量高、殘留有粗大的富鐵相，不能充分提高La (Fe、Si) 13型化合物相的含有率，且缺乏批 量生產(chǎn)能力。另一方面，采用現(xiàn)有的軋輥鑄造法得到的合金，與上述現(xiàn)有的采用電弧熔煉法或砂型鑄造法得到的合金相比，La(Fe、Si)13型化合物相的含有率大，富鐵相、富R相的含有率 小。并且，各晶粒微細(xì)分散。這樣的合金通過較短時(shí)間的熱處理就可提高La(Fe、Si)13型化 合物相的含有率。但是，熱處理之后所得到的La (Fe、Si)13系磁性合金材料的磁熱效應(yīng)和磁 體積效應(yīng)無法令人滿意。本發(fā)明就是鑒于上述各缺陷做出的發(fā)明，其主要目的在于提供具有比現(xiàn)有技術(shù)大 的磁熱效應(yīng)和磁體積效應(yīng)的La(Fe、Si)13系磁性合金材料。并提供具有比現(xiàn)有技術(shù)大的磁 熱效應(yīng)和磁體積效應(yīng)的La (Fe,Si) 13系磁性合金材料的制造方法。而且，還提供采用了具有 比現(xiàn)有技術(shù)大的磁熱效應(yīng)的La(Fe、Si)13系磁性合金材料的磁制冷系統(tǒng)。解決課題的技術(shù)方案本發(fā)明人在對(duì)La(Fe、Si) 13系磁性合金材料的組織與磁熱效應(yīng)的相關(guān)性進(jìn)行研究 后，結(jié)果發(fā)現(xiàn)不僅是La(Fe、Si) 13型化合物相的含有率，當(dāng)La(Fe、Si) 13型化合物相的晶粒 直徑在特定范圍內(nèi)時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生大的磁熱效應(yīng)和磁體積效應(yīng)。并發(fā)現(xiàn)當(dāng)富鐵相的含有率、 晶粒直徑、富R相的含有率、合金組成、作為不可避免的雜質(zhì)而含有的氧在特定范圍內(nèi)時(shí)， 還會(huì)產(chǎn)生更大的磁熱效應(yīng)和磁體積效應(yīng)。本發(fā)明人還發(fā)現(xiàn)這些La(Fe、Si) 13系磁性合金 材料能夠通過在特定條件下用砂型鑄造法或軋輥鑄造法鑄造后進(jìn)行熱處理而得到。


圖1為基于實(shí)施例2和比較例1的磁性合金材料的XRD衍射測(cè)定結(jié)果。圖2為實(shí)施例2和比較例1的-Δ Sm與溫度相關(guān)性的示意圖。圖3為實(shí)施例2和比較例1的Δ Tad與溫度相關(guān)性的示意圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的磁性合金材料具有如下組成5.0原子％以上、10.0原子％以下的札6.0 原子％以上、12. 0原子以下的Si，其余為M和不可避免的雜質(zhì)，其中，R為選自包括Sc、Y的 稀土族金屬元素的至少1種，并含有90. 0原子％以上的La ；M為選自Fe、Ti、&、Hf、V、Nb、 Ta、Cr、Mo、W、Mn、Co、Ni、Cu、Zn、B、Al、Ga、In, C, Ge 和 Sn 的至少 1 種，并含有 85 原子％以
上的Fe。R中的La在90原子％以上，作為R，也可以是100原子％的La，根據(jù)所希望的特 性，還可以含有La以外的包括Sc、Y的稀土族金屬元素。例如，通過含有Ce、Nd或Pr，將可 提高磁熱效應(yīng)或磁體積效應(yīng)，還可使居里溫度產(chǎn)生變化。R的含量為5. 0原子％以上、10. 0 原子％以下。當(dāng)在該范圍以外時(shí)，不能使La(Fe、Si) 13型化合物相為80體積％以上。R的 含量優(yōu)選為7.0原子％以上、8.0原子％以下。Si的含量在6. 0原子％以上、12. 0原子％以下。當(dāng)在該范圍以外時(shí)，不能使La (Fe、 Si) 13型化合物相為80體積％以上。Si的含量優(yōu)選為7. 0原子％以上、10. 0原子％以下。M中的Fe在85原子％以上，作為M，也可以是100原子％的Fe，根據(jù)所希望的特 性,還可以含有 Fe 以外的 Ti、Zr、Hf、V、Nb、Ta、Cr、Mo、W、Mn、Co、Ni、Cu、Zn、B、Al、Ga、In、 C、Ge、Sn和P。例如，當(dāng)含有B、C或P時(shí)，可抑制富鐵相的粗大化，可提高鑄造后、熱處理前 的狀態(tài)下的La(Fe、Si) 13型化合物相的體積率。當(dāng)含有B時(shí)，其含量優(yōu)選為占本發(fā)明的磁 性合金材料整體的1. 5原子％以上、2. 7原子％以下，更優(yōu)選為1. 7原子％以上、2. 4原子％
4以下。另外，例如，當(dāng)含有Co、Mn或Ni等時(shí)，可使相變溫度發(fā)生變化。當(dāng)含有Co時(shí)，其含量 優(yōu)選為占本發(fā)明的磁性合金材料整體的3. 0原子％以上、8. 0原子％以下，更優(yōu)選為4. 5原 子％以上、6.0原子％以下。例如，當(dāng)Co含量為5.0原子％時(shí)，相變溫度可提高到270K。M 是R、Si以外的成分。在本發(fā)明中，在將不可避免的雜質(zhì)的量忽略不計(jì)時(shí)，則以R、Si、M的 合計(jì)量為100原子％，因此，M的含量在78. 0原子％以上、89. 0原子％以下。氧、氮等不可避免的雜質(zhì)的含量優(yōu)選為越少越好。例如，在含有氧時(shí)，其含量優(yōu)選 為在0. 20質(zhì)量％以下，更優(yōu)選為在0. 05質(zhì)量％以下。本發(fā)明的磁性合金材料含有80體積％以上的具有NaZn13型結(jié)晶構(gòu)造的化合物相。 優(yōu)選為90體積％以上、更優(yōu)選為95體積％以上。具有NaZn13型結(jié)晶構(gòu)造的化合物相的含 有率大的一方表示出大的磁熱效應(yīng)或磁體積效應(yīng)。在本發(fā)明中，具有NaZn13型結(jié)晶構(gòu)造的 化合物相的含有率是通過采用EPMA在300倍下觀察合金剖面組織時(shí)的圖像分析來測(cè)定。在本發(fā)明的磁性合金材料中，具有NaZn13型結(jié)晶構(gòu)造的化合物相的平均晶粒直徑 在50 μ m以上、1000 μ m以下。當(dāng)該平均晶粒直徑小于50 μ m時(shí)，達(dá)不到充分的磁熱效應(yīng)或 磁體積效應(yīng)；當(dāng)該平均晶粒直徑在1000 μ m以上時(shí)，在工業(yè)生產(chǎn)上難以得到具有NaZn13型結(jié) 晶構(gòu)造的化合物相含量在80體積％以上的材料。該平均晶粒直徑優(yōu)選為在IOOum以卜。 本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)在具有NaZn13型結(jié)晶構(gòu)造的化合物相的含有率相同時(shí)，平均晶粒直徑越大， 磁熱效應(yīng)或磁體積效應(yīng)就越大。這一現(xiàn)象的機(jī)理尚不能確定，發(fā)明人推斷，這是因?yàn)榫Ы缡?得磁熱效應(yīng)或磁體積效應(yīng)發(fā)生能量缺損。因此，通過減少晶界，換言之，通過增大粒徑，就可 以抑制能量缺損。在本發(fā)明中，平均晶粒直徑的測(cè)定采用以光學(xué)顯微鏡觀察合金剖面組織 的圖像來進(jìn)行。用光學(xué)顯微鏡觀察時(shí)，使用刻蝕過的試樣，在所得觀察圖像中，隨機(jī)測(cè)定20 個(gè)晶粒的長軸長度，以其平均值為平均晶粒直徑。本發(fā)明的磁性合金材料可含有大于0體積％、15體積％以下的富鐵相，該富鐵相 的平均晶粒直徑優(yōu)選為大于O μ m，并在100 μ m以下。更優(yōu)選為含有大于0體積％、5體積％ 以下的富鐵相。富鐵相的含有率低時(shí)，磁熱效應(yīng)或磁體積效應(yīng)大。雖然富鐵相的晶粒直徑對(duì) 磁熱效應(yīng)或磁體積效應(yīng)基本上沒有影響，但是，在熱處理下，當(dāng)殘留有超過100 μ m的粗大 的富鐵相時(shí)，在工業(yè)生產(chǎn)上難以得到具有NaZn13型結(jié)晶構(gòu)造的化合物相的含量在80體積％ 以上的材料。富鐵相的含有率和平均晶粒直徑的測(cè)定方法與上述具有NaZn13型結(jié)晶構(gòu)造的 化合物相中的測(cè)定方法相同。本發(fā)明的磁性合金材料可含有大于0體積％、10體積％以下的富R相。更優(yōu)選為 含有大于O體積％、5體積％以下的富R相。富Fe相和富R相越少，證明具有NaZn13型結(jié)晶 構(gòu)造的化合物相的含量越多，磁熱效應(yīng)越大。富R相的含有率的測(cè)定方法與上述具有NaZn13 型結(jié)晶構(gòu)造的化合物相、富鐵相中的測(cè)定方法相同。本發(fā)明的實(shí)施方式中的磁性合金材料具有如下的磁熱效應(yīng)當(dāng)外部磁場由OT變 化至1. 48T時(shí)，等溫磁熵變(_ Δ Sm)超過5. 8J/kgK、絕熱溫度變化(Δ Tad)超過2. 3K。另外，本發(fā)明的實(shí)施方式中的磁性合金材料引發(fā)磁致相變的溫度區(qū)域較寬。例如， 上述ATad超過1. 5K的溫度范圍甚至可以達(dá)到35K以上。本發(fā)明的磁性合金材料可使用 單一材料，也可根據(jù)使用的工作溫度范圍，使用多個(gè)不同組成(T。不同)的本發(fā)明的磁性合 金材料。另外，還可以與本發(fā)明的磁性合金材料以外的材料并用。本發(fā)明的磁性合金材料特別適于用作磁制冷工作物質(zhì)，也適于用作磁致伸縮材料。在本發(fā)明的磁制冷系統(tǒng)中，使用本發(fā)明的磁性合金材料。本發(fā)明的磁性合金材料 可加工成各種形狀使用。例如，機(jī)械加工成長方體狀等形狀、粉末形狀、粉末燒結(jié)后的形狀 等。該磁制冷系統(tǒng)的種類沒有特別限定，但優(yōu)選為在磁制冷工作床的一端設(shè)置熱交換介質(zhì) 的導(dǎo)入管，另一端設(shè)置熱交換介質(zhì)的排出管，使熱交換介質(zhì)在配置于磁制冷作業(yè)室內(nèi)的本 發(fā)明的磁性合金材料的表面流通，并且在磁制冷工作床附近配置有永磁體，而且具有通過 使永磁體相對(duì)于本發(fā)明的磁性合金材料的相對(duì)位置發(fā)生變化而來施加磁場或撤除磁場的 驅(qū)動(dòng)裝置。當(dāng)啟動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置，使作業(yè)室與永磁體的相對(duì)位置發(fā)生變化時(shí)，在從向本發(fā)明的磁 性合金材料施加了磁場的狀態(tài)切換為撤除磁場的狀態(tài)之際，熵從晶格向電子自旋移動(dòng)，電 子自旋體系的熵增加。由此，使本發(fā)明的磁性合金材料的溫度降低，其傳遞給熱交換用介 質(zhì)，使熱交換用介質(zhì)的溫度降低。這樣，溫度降低了的熱交換介質(zhì)從磁制冷工作床通過排出 管排出，作為致冷介質(zhì)供給外部的低溫消耗設(shè)備，得到優(yōu)異的磁制冷系統(tǒng)。本發(fā)明的磁性合金材料例如可通過下述本發(fā)明的制造方法制造。本發(fā)明的制造方 法包括將具有規(guī)定組成的合金原料熔化，得到合金原料熔液的工序(1)；以10°C /秒以上、 低于100°c /秒的平均冷卻速度將所得合金原料熔液冷卻到900°C以下，進(jìn)行鑄造，得到合 金鑄錠的工序(2)；將所得合金鑄錠在900°C以上、1100°C以下的溫度下，進(jìn)行1小時(shí)以上的 熱處理的工序(3)。在工序(1)中，考慮到各成分的保留率，將調(diào)整至規(guī)定組成的上述R、Si和M在含 有氬氣、氦氣等的不活潑氣氛下，用高頻熔化法或電阻加熱法等熔化，得到熔液。熔化溫度 大致為1450 1700 0C ο在工序(2)中，將工序(1)中得到的熔液通過砂型鑄造法、軋輥鑄造法(即軋輥鑄 軋法)等按照將變?yōu)?00°C以下的平均冷卻速度為10°C /秒以上、低于100°C /秒的方式進(jìn) 行鑄造，得到合金鑄錠。優(yōu)選為在30°C /秒以上、70°C /秒以下的平均冷卻速度下進(jìn)行鑄 造。在采用砂型鑄造法時(shí)，優(yōu)選使用從砂型壁至砂型中央部的距離在IOmm以下的砂型。更 優(yōu)選使用從砂型壁至砂型中央部的距離在5mm以下的砂型。砂型的形狀沒有特別限定，可 舉出串排立澆砂型、圓柱形砂型等。通過決定模具的材質(zhì)的選擇、能否采用水冷系統(tǒng)、和水 冷系統(tǒng)的使用條件等，調(diào)節(jié)砂型的散熱量，將熔液的平均冷卻速度調(diào)節(jié)為10°C /秒以上、低 于100°C /秒。在采用砂型鑄造法時(shí)，利用熱電偶測(cè)量砂型中央部的溫度，求得平均冷卻速 度。另外，軋輥鑄造法通常在100°C /秒以上的平均冷卻速度下進(jìn)行鑄造時(shí)采用。所 以，在采用軋輥鑄造法進(jìn)行鑄造時(shí)，通過決定熔液注入速度、軋輥旋轉(zhuǎn)速度、軋輥材質(zhì)的選 擇、軋輥表面的利用低熱傳導(dǎo)材料的覆蓋、水冷系統(tǒng)的使用條件等，將熔液的平均冷卻速度 調(diào)節(jié)為io°c /秒以上、低于iocrc /秒。在采用軋輥鑄造法時(shí)，利用紅外線熱成像測(cè)量裝置 來測(cè)量合金鑄片的表面溫度，求得平均冷卻速度。砂型鑄造法與軋輥鑄造法相比，更容易將平均冷卻速度控制在10°C /秒以上、低 于100°C /秒，且砂型鑄造法與軋輥鑄造法相比，所得合金鑄錠更不易氧化，因此優(yōu)選采用 砂型鑄造法進(jìn)行。由工序⑵得到的合金鑄錠其具有NaZn13型結(jié)晶構(gòu)造的化合物相的含有率優(yōu)選為20體積％以上，更優(yōu)選為40體積％以上。具有NaZn13型結(jié)晶構(gòu)造的化合物相的平均晶粒 直徑優(yōu)選為15 μ m以上，更優(yōu)選為20 μ m以上。富鐵相的含有率優(yōu)選為60體積％以下，更 優(yōu)選為40體積％以上。富鐵相的平均晶粒直徑優(yōu)選為50 μ m以下，更優(yōu)選為30 μ m以下。 富R相的含有率優(yōu)選為40體積％以下，更優(yōu)選為20體積％以下。在工序(3)中，將工序(2)中得到的合金鑄錠在含有氬氣、氦氣等的不活潑氣氛 下，在900°C以上、1100°C以下的溫度下進(jìn)行1小時(shí)以上的熱處理。優(yōu)選進(jìn)行5小時(shí)以上的 熱處理。當(dāng)熱處理溫度低于900°c時(shí)，得不到具有NaZn13型結(jié)晶構(gòu)造的化合物相得含有率 為80體積％以上的材料，當(dāng)熱處理溫度高于iioo°c時(shí)，合金鑄錠會(huì)發(fā)生熔敷，或因氧化等 導(dǎo)致的表面劣化和特定元素的蒸發(fā)等顯著，因此不是優(yōu)選。還可進(jìn)行將由工序(3)得到的磁性合金材料粉碎的工序⑷。如上所述，本發(fā)明的 磁性合金材料可加工成各種形狀使用。例如，可以在粉碎至適度的粒度的形狀下使用，也可 以在粉末燒結(jié)后的形狀下使用。下面說明本發(fā)明的實(shí)施例。但這只是用于說明本發(fā)明的具體例，本發(fā)明并不限于 此。實(shí)施例1以規(guī)定量配合原料，在高頻熔化爐中，在氬氣氣氛中熔解，形成熔融合金。接著， 將該熔融合金的溫度調(diào)至1650°C，使用銅制水冷式單輥鑄造裝置，以薄帶鑄造(strip casting)法，在95°C /秒的平均冷卻速度下凝固，得到厚度約為0. 6mm的薄片狀合金鑄片。 將所得合金鑄片在氬氣氣氛中，在1070°C下進(jìn)行10小時(shí)的熱處理。并且，采用ICP進(jìn)行組 成的定量分析，采用氧_氮分析裝置進(jìn)行含氧量的分析，通過上述方法測(cè)定具有NaZn13型結(jié) 晶構(gòu)造的化合物相的含有率和平均晶粒直徑、富鐵相的含有率和平均晶粒直徑、富R相的 含有率。結(jié)果示于表1。實(shí)施例2除了使用水冷式銅砂型，將平均冷卻速度設(shè)為25°C/秒，形成厚度IOmm(從砂型壁 至砂型中央部的距離為5mm)的合金鑄錠以外，與實(shí)施例1同樣實(shí)施。熱處理后的磁性合金 材料通過XRD衍射測(cè)定的結(jié)果示于圖1。由圖1確認(rèn)所得磁性合金材料的結(jié)晶構(gòu)造為以 具有NaZn13S結(jié)晶構(gòu)造的化合物相為主相，僅有很少的富鐵相(0呼6相)。其他結(jié)果示于 表1。比較例1除了將平均冷卻速度設(shè)為500°C /秒，形成厚度約為0. 3mm的合金鑄片以外，與實(shí) 施例1同樣實(shí)施。結(jié)果示于表1。熱處理后的磁性合金材料的XRD衍射測(cè)定的結(jié)果示于圖 1。由圖1確認(rèn)與實(shí)施例2同樣，所得磁性合金材料的結(jié)晶構(gòu)造為以具有NaZn13S結(jié)晶構(gòu) 造的化合物相為主相，僅有很少的富鐵相(α-Fe相)。其它結(jié)果示于表1。比較例2除了將平均冷卻速度設(shè)為5°C /秒，形成厚度40mm(從砂型壁至砂型中央部的距離 為20mm)的合金鑄錠以外，與實(shí)施例2同樣實(shí)施。結(jié)果示于表1。磁熱效應(yīng)的評(píng)價(jià)(求取實(shí)施例1、2和比較例1、2所得磁性合金材料的等溫磁熵變(_Δ Sm)和絕熱 溫度變化(ATad)的評(píng)價(jià)方法。)
圖2為實(shí)施例2和比較例1的-Δ Sm與溫度相關(guān)性的示意圖，圖3為Δ Tad與溫 度相關(guān)性的示意圖。實(shí)施例1、2和比較例1、2所得磁性合金材料的等溫磁熵變(-ASm)和 絕熱溫度變化(ATad)的最大值示于表1。磁熱效應(yīng)的評(píng)價(jià)(記載求取實(shí)施例1、2和比較例1、2所得磁性合金材料的等溫磁熵變(-ASm)和 絕熱溫度變化(ATad)的評(píng)價(jià)方法。)根據(jù)表1可知，實(shí)施例1與比較例1同樣是薄帶鑄造合金片，但薄片越薄其等溫磁 熵變(-ASm)和絕熱溫度變化(ATad)越小，這可能是與薄片氧化有關(guān)。實(shí)施例2與比較 例2同樣是使用水冷式銅砂型的鑄態(tài)合金，只是厚度不一樣，厚的冷卻速度略微慢些，其等 溫磁熵變(-ASm)和絕熱溫度變化(ATad)幾乎沒有差別。
權(quán)利要求
一種磁性合金材料，含有80體積％以上的具有NaZn13型結(jié)晶構(gòu)造的化合物相，具有如下組成5.0原子％以上、10.0原子％以下的R；6原子％以上、12原子以下的Si；其余為M和不可避免的雜質(zhì)，其中，R為選自包括Sc、Y的稀土族金屬元素的至少1種，并含有90.0原子％以上的La，M為選自Fe、Ti、Zr、Hf、V、Nb、Ta、Cr、Mo、W、Mn、Co、Ni、Cu、Zn、B、Al、Ga、In、C、Ge、Sn和P的至少1種，并含有85原子％以上的Fe，具有NaZn13型結(jié)晶構(gòu)造的化合物相的平均晶粒直徑在50μm以上、1000μm以下。
2.如權(quán)利要求1所述的磁性合金材料，其特征在于，含有90體積％以上的具有NaZn13 型結(jié)晶構(gòu)造的化合物相。
3.如權(quán)利要求1所述的磁性合金材料，其特征在于，具有NaZn13型結(jié)晶構(gòu)造的化合物 相的平均晶粒直徑在100 μ m以上、1000 μ m以下。
4.如權(quán)利要求1所述的磁性合金材料，其特征在于，含有大于0體積％、15體積％以下 的富鐵相，富鐵相的平均晶粒直徑大于0 μ m，并在100 μ m以下。
5.如權(quán)利要求1所述的磁性合金材料，其特征在于，含有大于0體積％、10體積％以下 的富R相。
6.如權(quán)利要求1所述的磁性合金材料，其特征在于，作為M含有1.5原子％以上、2. 7 原子％以下的B。
7.如權(quán)利要求1所述的磁性合金材料，其特征在于，作為M含有3.0原子％以上、8. 0 原子％以下的Co。
8.如權(quán)利要求1所述的磁性合金材料，其特征在于，作為不可避免的雜質(zhì)，含有大于0 質(zhì)量％、0. 20質(zhì)量％以下的氧。
9.使用權(quán)利要求1 8任一項(xiàng)所述磁性合金材料的磁制冷系統(tǒng)。
10.一種磁性合金材料的制造方法，其用于制造權(quán)利要求1所述的磁性合金材料，包括 將具有規(guī)定組成的合金原料熔化，得到合金原料熔液的第一工序；按照所得合金原料熔液變?yōu)?00°C以下的平均冷卻速度為10°C /秒以上、低于100°C / 秒的方式進(jìn)行鑄造，得到合金鑄錠的第二工序；將所得合金鑄錠在900°c以上、iioo°c以下的溫度下，進(jìn)行1小時(shí)以上的熱處理的第三 工序。
11.如權(quán)利要求10所述的磁性合金材料的制造方法，其特征在于，在第二工序中，用砂型鑄造法進(jìn)行鑄造。
12.如權(quán)利要求11所述的磁性合金材料的制造方法，其特征在于，使用從砂型壁至砂 型中央部的距離在IOmm以下的砂型。
13.如權(quán)利要求10所述的磁性合金材料的制造方法，其特征在于，在第二工序中，使用 軋輥鑄造法進(jìn)行鑄造。
14.如權(quán)利要求10所述的磁性合金材料的制造方法，其特征在于，還包括將由第三工 序得到的磁性合金材料粉碎的第四工序。
全文摘要
本發(fā)明提供一種磁性合金材料，含有80體積％以上的具有NaZn13型結(jié)晶構(gòu)造的化合物相，具有如下組成5.0原子％以上、10.0原子％以下的R；6原子％以上、12原子以下的Si；其余為M和不可避免的雜質(zhì)，其中，R為選自包括Sc、Y的稀土族金屬元素的至少1種，并含有90.0原子％以上的La，M為選自Fe、Ti、Zr、Hf、V、Nb、Ta、Cr、Mo、W、Mn、Co、Ni、Cu、Zn、B、Al、Ga、In、C、Ge、Sn和P的至少1種，并含有85原子％以上的Fe，具有NaZn13型結(jié)晶構(gòu)造的化合物相的平均晶粒直徑在50μm以上、1000μm以下。
文檔編號(hào)B22C9/02GK101882493SQ200910140430
公開日2010年11月10日 申請(qǐng)日期2009年5月8日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月8日
發(fā)明者劉翠蘭, 程娟, 鄧沅, 金培育, 閆宏偉, 高田裕章, 黃焦宏 申請(qǐng)人:包頭稀土研究院;株式會(huì)社三德