[发明专利]磁制冷模块、烧结体以及磁制冷模块的制造方法

说明书

提供一种磁制冷模块的制造方法，其包括准备好包含以NaZn₁₃型结晶结构为主相的La(Fe,Si)₁₃系合金粉末和由熔点在1090℃以下的金属和/或合金构成的M粉末以及如有必要的有机粘合剂的混合粉末A的步骤(1)、在还原气氛中在M粉末熔点附近对混合粉末A进行热处理而得到烧结体B的步骤(2)、以及在含氢气氛中对烧结体B进行氢化处理的步骤(3)。

技术领域

本发明涉及适用于空调设备、冷冻柜和冰箱等家电产品和汽车用空调等的磁制冷模块的制造方法以及磁制冷模块。

背景技术

迄今，对于空调和冷冻柜等的制冷剂一直在采用氟利昂气体。但是，氟利昂气体存在着像破坏臭氧层这样的环境负荷大的问题。

在此情况下，近年来提出了磁制冷方式，其代替以引起这样的环境问题的氟利昂气体为制冷剂的传统的气体制冷方式。在该磁制冷方式中，采用磁制冷材料为制冷剂并且利用在等温状态下用磁场使磁性材料的磁序改变时所产生的磁熵变化以及在绝热状态下用磁场使磁性材料的磁序改变时所产生的绝热温度变化。因此，根据该磁制冷方式，能够不使用氟利昂气体地进行制冷，存在着相比于过去的气体制冷方式制冷效率提高的优点。

实际上在使用磁制冷材料的场合中，须采用被制成可适用于制冷系统的形状的且包含磁制冷材料粉末粒子的磁制冷模块。

在专利文献1中公开了下述的LaFeSiH磁性材料的制造方法，在磁性粒子周围包覆Sn或Sn合金表膜，随后在惰性气氛中实施100℃-300℃的热处理以使磁性粒子相互结合。

在专利文献2中公开了磁制冷材料制造方法，其具有在950℃-1200℃的烧结温度通过放电等离子体烧结法对La(Fe,Si)₁₃合金粉末进行成型的步骤。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：特开2005-120391号公报

专利文献2：特开2013-060639号公报

发明内容

发明要解决的问题

但是，在专利文献1所公开的制造方法中，在包覆Sn或Sn合金表膜之前的阶段中将磁制冷材料氢化。在经过氢化的La(Fe,Si)₁₃系磁制冷材料粒子的周围包覆Sn或Sn合金表膜，在惰性气氛中在100℃-300℃进行热处理。在此制造方法中，对经过氢化的材料进行再度热处理而引起脱氢反应，存在居里温度的控制变得困难的问题。

专利文献2所公开的制造方法采用放电等离子体烧结法，烧结温度高达950℃-1200℃。因此，作为LaFeSi系合金的主相的La(Fe,Si)₁₃相分解，故主相比例减小，存在磁制冷性能和进而材料强度降低的问题。

本发明是针对在这样的现有技术中所存在的问题而制定的。提供一种磁制冷性能出色的磁制冷模块的制造方法，在该磁制冷模块中，可以在低的烧结温度获得烧结体，材料强度高，可以实现居里温度控制，相对制冷能力(以下简称为RCP)高且磁熵变化量(-ΔS_M)大。

本发明的其它目的是提供一种材料强度高、可实现居里温度控制、RCP高且磁熵变化量(-ΔS_M)大、磁制冷性能优异的磁制冷模块。

解决问题的手段