[发明专利]一种高耐蚀性稀土-铁铬硅碳磁热材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于磁制冷材料技术领域，提供了一种耐蚀性很强的稀土-铁铬硅碳化合物，尤其涉及一种耐蚀性NaZn13结构的稀土-铁铬硅碳化合物及其制备。 

背景技术

近年来，由于磁制冷技术被认为是一种绿色环保、高效节能的下一代新制冷技术之一，具有巨磁熵变的磁制冷材料探索研究引起了人们的极大关注。特别是具有NaZn₁₃相的稀土-铁钴硅化合物，由于原材料价格低廉，磁熵变化大，被公认为是最有实用前景的磁致冷材料。已经有许多文章和专利报道了NaZn₁₃相的稀土-铁钴硅化合物。专利03121051.1提出了加入C作为间隙原子的La_1-xR_x(Fe_1-yM_y)_13-zS_izC_a化合物，R为稀土金属，M为微量的单个或者一个以上的Al, Co, Be, Ga, B, Ti, V, Cr, Mn, Ni, Zr, Nb, Ml, Hf, Ta, W元素，其含量y从0变化到0.1，得到了一种居里温度在室温附近大范围可调，磁熵变优于Gd的化合物。专利 CN101567240提出整体具有和NaZn13型的La_1-xR_x(Fe_zSi_yTM_1-z-y)₁₃相同的组成的材料及其制备工艺，R为稀土金属，TM为单个或者一个以上的微量Al, Co, Cr, Mn, Ni元素。专利CN101477864提出了一种具有大磁热效应的稀土磁制冷材料及其制备工艺，磁制冷材料的化学通式为：[La_1-xR_x](Fe_1-zM_z)_13-aA_aD_b，R为稀土金属，M为单个或者一个以上的Al, Co, Be, Ga, B, Ti, V, Cr, Mn, Ni, Zr, Nb, Ml, Hf, Ta, W元素元素，A为单个或者一个以上的Si或Al; D为单个或者一个以上的C,H,N,B,制备工艺是使用单元素用球磨得方法得到分子式为[La_1-xR_x](Fe_1-zM_z)_13-aA_aD_b的材料。但是由于这种方法不能使得单元素完全反应生成[La_1-xR_x](Fe_1-zM_z)_13-aA_aD_b材料,会留下很多的a-Fe，而且球磨时间长，存在氧化问题。美国专利US2010/0143178A1提出了分子式为RrTtAa的大磁熵变材料以及制备方法。这里R为稀土金属，T为Fe,以及Fe的部分替代元素：Co,  Mn,  Ni, Pt和Pd，A为Si, Ga, Ge, Mn, Sn, Sb。该制备方法可以工业化生产。

另外，注意到上述专利的组成等只是关注材料具有大磁熵变性能以及材料的工业化制备的可能性。如果需要将NaZn₁₃相的稀土-铁钴硅化合物用于磁致冷技术中，需要将稀土-铁钴硅化合物放入作为热交换介质的水中工作。也就是说，大磁熵变材料的工作环境是在水中。因此，材料在水中的腐蚀性能就非常重要。已提出了用缓蚀剂的方法来降低水对稀土-铁钴硅化合物的腐蚀，例如CN101514458A；也有对材料进行涂层来增加稀土-铁钴硅化合物的耐蚀性，例如日本专利特開２００５－１１３２０９。但是缓蚀剂一般都是偏碱性，多少会损害制冷机的其它部件，而在制冷机中作为制冷工质使用的稀土-铁钴硅化合物尺寸多数为1mm以下，给镀层带来了困难。 

发明内容

为了解决上述问题，本发明使用铬作为替代元素，提出了高耐蚀性稀土-铁铬硅碳磁热材料及其制备方法。 

本发明提供一种高耐蚀性稀土-铁铬硅碳磁热材料及其制备方法。 

所述高耐蚀性稀土-铁铬硅碳磁热材料在温度为10到40摄氏度时,在PH值为7-8的液体热交换介质中浸泡12小时,腐蚀速率小于0.2g/m².h；所述高耐蚀性稀土-铁铬硅碳磁热材料在蒸馏水中浸泡使其电极电位基本稳定后，进行极化曲线测量，其腐蚀电位大于-0.7mV；