[发明专利]一种LaFeSi基磁制冷材料的居里温度调控方法及制备方法

说明书

本发明属于磁性材料技术领域。本发明公开了一种LaFeSi基磁制冷材料的居里温度调控方法，针对名义成分为La_1‑xR_x(Fe_{13‑a‑b‑c‑d}Mn_aCr_bCo_c)Si_d，其中R为稀土元素，a、b、c、d、x为相对应元素化学计量比，其中，0≤x≤0.5，0≤a≤0.5，0≤b≤0.3，0≤c≤2，1≤d≤2；可得元素化学计量比表达的居里温度关系式为T_c=k₀‑k₁·a‑k₂·b+k₃·c+k₄·d‑k₅·x，其中200≤k₀≤240，120≤k₁≤180，40≤k₂≤80，80≤k₃≤120，40≤k₄≤80，50≤k₅≤90；本发明还公开了一种LaFeSi基磁制冷材料的制备方法。本发明可以精确控LaFeSi基磁制冷材料的居里温度，使制备出的材料居里温度在预期范围内，从而在生产及推广到市场的过程中，可以做到磁制冷材料居里温度的精确控制。

技术领域

本发明涉及磁性材料技术领域，尤其是涉及一种LaFeSi基磁制冷材料的居里温度调控方法及制备方法。

背景技术

随着全球的日益变暖，空调和冰箱的需求也急剧增加。目前使用空调和电扇所需电量已经占到全球用电量的10％，而且随着更多发展中国家收入水平的提高，空调的需求将会加速增长。为这些空调供电将会给全社会带来巨大的成本和环境影响，设立更高的制冷效率标准将是政府可能采取的措施之一，可以减少对社会用电的需求，减少污染排放和降低成本。

然而提高制冷效率，仅仅从目前已经发展了一百多年的压缩机上去改进是不够的。目前的压缩机效率虽然有了较大幅度的提升，但依然不够，而且想要进一步的提升也非常困难。急需寻求更加高效的替代制冷技术。

而磁制冷技术就是最有希望的替代技术之一。与传统的压缩机制冷相比，磁制冷技术利用磁制冷工质材料在磁场中磁化退磁的过程中放热和吸热，从而达到制冷的目的。由于采用的是固体制冷工质，不排放污染环境的气体，更不会引发温室效应，而且转动零件少，噪音低，更重要的是磁制冷理论效率可以达到逆卡诺循环的60％以上，比传统压缩机更高效。

磁制冷技术的发展已经有了近30年的时间，作为磁制冷技术核心以及关键之一的磁制冷材料决定着磁制冷技术的性能。虽然目前仍以实验室研发为主，但很多公司也在致力于磁制冷材料的量产以及应用磁制冷技术的冰箱、冷柜等推向市场。磁制冷材料仅仅在其居里温度附近表现出大的磁热效应，从而具有较高的制冷能力。所以在应用的过程中，就要使其工作范围在居里温度附近，从而才能发挥出材料的潜能。然而传统的磁制冷材料研发，只一味追求高的最大磁熵变，忽视了居里温度的重要性，没有重视居里温度的精确控制，而且在材料的研发过程中居里温度不均匀性明显，难以精确控制。

中国专利公开号CN 106967923 A公布了一种采用粘结的方法来制备磁制冷材料，然而其制备的材料居里温度在340K附近，而冰箱、空调等工作范围是在260K～310K，无法发挥出材料的最佳性能。中国专利公开号CN 105957672 A公布了一种镧铁硅基氢化物磁工质及其制备方法、该镧铁硅基氢化物磁工质其化学式为La_1-aRa(Fe_1-b-cM_bSi_c)13H_d，制备出了居里温度在250～310K的磁制冷工质材料，然而并没有给出具体调控居里温度的方法。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种简单直接且比较准确的控制和确定LaFeSi基磁制冷材料居里温度的方法；

本发明还相应的提供了一种LaFeSi基磁制冷材料的制备方法。