以看出，該細(xì)絲狀磁制冷材料在外加磁場為2.0T時，在203K有最大磁熵變9.05J/kg-K，表現(xiàn)出良好的磁制冷特性。
[0036]與片狀及顆粒狀的LaFe11.Jih4磁制冷材料相比，在具有相同含量的La (FeSi) 13相時，該細(xì)絲狀LaFe11.6SiL4磁制冷材料基本保持了塊狀、片狀及顆粒狀的LaFe11.6SiL4磁制冷材料良好的磁制冷特性。并且，由于該細(xì)絲狀材料的比表面積大大提高，其熱交換能力足以滿足主動磁熱交換循環(huán)制冷機(jī)中的技術(shù)要求。
[0037]上述制得的細(xì)絲狀材料可作為磁制冷材料直接應(yīng)用于磁制冷機(jī)中，而無需經(jīng)過其他的任何切削、打磨等加工處理。當(dāng)考慮到磁制冷材料的耐力性時，也可以將其編制為絲網(wǎng)狀進(jìn)行應(yīng)用。
[0038]實(shí)施例2:
[0039]本實(shí)施例中，晶態(tài)磁制冷金屬材料的成分為Ni5a6Mn28Ga2h4，其形態(tài)結(jié)構(gòu)為細(xì)絲狀；并且，與其長度方向相垂直的切面的直徑為20um?lOOum，在該切面內(nèi)化學(xué)組分均一為Ni5tl.6Mn28Ga21.4，即無核殼結(jié)構(gòu)出現(xiàn)。
[0040]該磁制冷材料采用熔體抽拉技術(shù)制備得到，具體工藝如下:
[0041]1、按照化學(xué)式Ni5a6Mn28Ga2h4稱料，將純度高于99.9wt%的金屬Ni及Mn和Ga原料混合熔煉為鑄錠試樣，取適量鑄錠試樣放入精密熔體抽拉金屬細(xì)絲的裝置中；
[0042]2、將整個腔體抽真空至5 X 10_3Pa后，充入高純氬氣至-0.2Pa ；
[0043]3、轉(zhuǎn)動金屬輥輪，控制輥輪的線速度為35m/s ;啟動熔煉裝置，重熔鑄錠至其形成饅頭狀凸起，利用非接觸式測溫裝置測量熔體溫度，合金液溫度為1623K ;開啟進(jìn)給開關(guān)，持續(xù)進(jìn)給合金液進(jìn)行甩絲，控制進(jìn)給速度為150 μ m/s ；
[0044]4、將所得的細(xì)絲放入退火爐中，充入高純Ar氣，在1073K?1173K退火I?2h。
[0045]上述制得的Ni5a6Mn28Ga2h4磁制冷細(xì)絲材料的掃描電鏡照片如圖5所示。從圖5中可以看出所制得的Ni5a6Mn28Ga2h4磁制冷材料呈細(xì)絲狀，其表面光潔、均勻性好，與其長度方向相垂直的切面的直徑為20?100 μ m。
[0046]同實(shí)施例1，該細(xì)絲狀Ni5tl.6Mn28Ga21.4磁制冷材料基本保持了良好的磁制冷特性。并且，由于該細(xì)絲狀材料的比表面積大大提高，其熱交換能力得到顯著提高。
[0047]上述制得的細(xì)絲狀材料可作為磁制冷材料直接應(yīng)用于磁制冷機(jī)中，而無需經(jīng)過其他的任何切削、打磨等加工處理。當(dāng)考慮到磁制冷材料的耐力性時，也可以將其編制為絲網(wǎng)狀進(jìn)行應(yīng)用。
[0048]實(shí)施例3:
[0049]本實(shí)施例中，晶態(tài)磁制冷金屬材料的成分為Fe7Q.5Pd29.5，其形態(tài)結(jié)構(gòu)為細(xì)絲狀；并且，與其長度方向相垂直的切面的直徑為80um?200um，在該切面內(nèi)其化學(xué)組分均一為Fe70.5Pd29.5，即不存在核殼結(jié)構(gòu)。
[0050]該磁制冷材料采用熔體抽拉技術(shù)制備得到，具體工藝如下:
[0051 ] 1、按照化學(xué)式Fe7a 5Pd29.5稱料，將純度高于99.9wt%的金屬Fe及Pd原料混合熔煉為鑄錠試樣，取適量鑄錠試樣放入精密熔體抽拉金屬細(xì)絲的裝置中；
[0052]2、將整個腔體抽真空至5 X 10_3Pa后，充入高純氬氣至-0.3Pa ；
[0053]3、轉(zhuǎn)動金屬輥輪，控制輥輪的線速度為25m/s ;啟動熔煉裝置，重熔鑄錠至其形成饅頭狀凸起，利用非接觸式測溫裝置測量熔體溫度，合金液溫度為1723K ;開啟進(jìn)給開關(guān)，持續(xù)進(jìn)給合金液進(jìn)行甩絲，控制進(jìn)給速度為90 μ m/s ；
[0054]4、將所得的細(xì)絲放入退火爐中，充入高純Ar氣，在1073K?1473K退火I?2h。
[0055]上述制得的Fe7a5Pd2a5磁制冷材料呈細(xì)絲狀，其表面光潔、均勻性好，與其長度方向相垂直的切面的直徑為80?200 μ m。
[0056]同實(shí)施例1，該細(xì)絲狀Fe7tl.5Pd29.5磁制冷材料基本保持了良好的磁制冷特性。并且，由于該細(xì)絲狀材料的比表面積大大提高，其熱交換能力得到顯著提高。
[0057]上述制得的細(xì)絲狀材料可作為磁制冷材料直接應(yīng)用于磁制冷機(jī)中，而無需經(jīng)過其他的任何切削、打磨等加工處理。當(dāng)考慮到磁制冷材料的耐力性時，也可以將其編制為絲網(wǎng)狀進(jìn)行應(yīng)用。
[0058]以上所述的實(shí)施例對本發(fā)明的技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了詳細(xì)說明，應(yīng)理解的是以上所述僅為本發(fā)明的具體實(shí)施例，并不用于限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的原則范圍內(nèi)所做的任何修改、補(bǔ)充和等同替換等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種晶態(tài)磁制冷金屬材料，其特征是:呈細(xì)絲狀，與其長度方向相垂直的切面的直徑為1um?250um，并且該切面的化學(xué)組成呈非核殼結(jié)構(gòu)。
2.如權(quán)利要求1所述的磁制冷材料，其特征是:所述的切面的直徑為20um?200um。
3.如權(quán)利要求1所述的磁制冷材料，其特征是:所述的切面的直徑為30um?lOOum。
4.如權(quán)利要求1所述的晶態(tài)磁制冷金屬材料，其特征是:所述的磁制冷材料的化學(xué)成分是 Gd、Gd-S1-Ge, Heusler 型 NiMn (Ga, In, Sn, Sb)、NaZn13 結(jié)構(gòu)、Fe2P 結(jié)構(gòu)、R(Co2)結(jié)構(gòu)、Er3N1、HoCu2、Fe-Pd中的任意一種，其中R為稀土元素。
5.如權(quán)利要求1至4中任一權(quán)利要求所述的晶態(tài)磁制冷金屬材料的制備方法，其特征是:采用熔體抽拉技術(shù)，首先將磁制冷金屬鑄錠融化為液態(tài)熔體并達(dá)到預(yù)定溫度，然后轉(zhuǎn)動熔體抽拉裝置的金屬輥輪，按照設(shè)定的熔體進(jìn)給速度進(jìn)行熔體抽拉，得到細(xì)絲，最后進(jìn)行退火處理。
6.如權(quán)利要求5所述的晶態(tài)磁制冷金屬材料的制備方法，其特征是:制備前進(jìn)行抽真空處理，使真空度至5X10_3Pa以下。
7.如權(quán)利要求6所述的晶態(tài)磁制冷金屬材料的制備方法，其特征是:抽真空后充入惰性氣體。
8.如權(quán)利要求5所述的晶態(tài)磁制冷金屬材料的制備方法，其特征是:金屬輥輪轉(zhuǎn)動的線速度控制在25?35m/s之間。
9.如權(quán)利要求5所述的晶態(tài)磁制冷金屬材料的制備方法，其特征是:預(yù)定溫度控制在磁制冷材料的熔點(diǎn)以上100?150K，熔體進(jìn)給速度控制在90?150 μ m/s之間。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種新型形態(tài)結(jié)構(gòu)的晶態(tài)磁制冷金屬材料。該材料呈細(xì)絲狀，與其長度方向相垂直的切面的直徑為10um～250um，并且該切面呈非核殼結(jié)構(gòu)。與現(xiàn)有的塊狀狀材料相比，該細(xì)絲狀的磁制冷材料在保證較好的磁制冷性能的同時，由于材料比表面積的大大提高，從而能有效增強(qiáng)其熱交換性能，在磁制冷材料領(lǐng)域有良好的應(yīng)用前景。另外，本發(fā)明還提供了一種采用熔體抽拉技術(shù)制得該細(xì)絲狀材料的方法，實(shí)驗(yàn)證實(shí)，該方法制得的細(xì)絲狀材料具有表面光潔、均勻性好等優(yōu)點(diǎn)。
【IPC分類】C22C28-00, C22C19-03, B22D11-06, C09K5-14, C22C38-00
【公開號】CN104559943
【申請?zhí)枴緾N201310468366
【發(fā)明人】董京杜, 劉劍, 閆阿儒
【申請人】中國科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所
【公開日】2015年4月29日
【申請日】2013年10月9日