[发明专利]一种多孔型室温磁制冷复合材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种多孔型室温磁制冷复合材料及其制备方法，属于制冷技术领域。所述多孔型室温磁制冷复合材料的制备方法，包括如下步骤：步骤1：预处理；步骤2：混合；步骤3：冷压成型；步骤4：挥发。本发明提供了一种挥发性材料与高分子粘结室温磁制冷材料相结合的制备方法，得到了一种换热效率高、通过率高的多孔介质型的室温磁制冷复合材料，有效改善了现有技术磁制冷材料的加工性能，提高了现有技术磁制冷材料的力学性能以及在回热器中工作时的换热效率与极限，还具有各种复杂形状，适合应用于磁制冷机中。

技术领域

本发明涉及一种多孔型室温磁制冷复合材料及其制备方法，属于制冷技术领域。

背景技术

近年来,能源和环境问题受到人们越来越多的重视。现代社会依赖制冷技术来保存食物,提高制冷技术的能源利用率将显著降低世界能源消耗。目前广泛使用的制冷技术是气体压缩/膨胀制冷,所使用的制冷剂为氟利昂或氨等,会对臭氧层产生严重破坏,加剧温室效应。因此,探索一种高效、环保的制冷技术对解决能源与环境问题有十分重要的意义。

传统制冷是依靠气体的压缩碰撞使制冷工质发生相的改变而制冷,其中最常用的制冷工质——氟利昂容易泄露，对大气中的臭氧层有破坏作用，易造成环境污染。另一方面，传统气体压缩制冷的效率较低，仅为卡诺循环的5％-10％。来自于环境和能源上的压力都迫使研究者寻求一种新的制冷工艺来取代传统气体压缩制冷。磁制冷技术是一种高新制冷技术，与传统制冷有着本质的不同。磁制冷技术效率较高，循环效率可达卡诺循环的30％-60％。同时采用固态工质，无需压缩机，噪音低，易维护且无环境污染等问题。因此，磁制冷技术既环保又高效，具有广阔的应用前景。

目前，磁制冷技术的开发有三个重要的方向：寻找具有巨磁热效应、低磁滞、低热滞的材料；开发磁制冷材料成型工艺,制作适合于磁制冷机的各种复杂形状的磁制冷工质；开发简单、高效的磁制冷系统。

传统室温磁制冷材料为Gd。新型室温磁制冷材料主要有La(Fe,Si)13、Gd-Ge-Si基、Ni-Mn-In基、LaCaMnO₃和MnAs基等系列化合物。这些新型室温磁制冷材料的共同特点是磁熵变远高于Gd，然而这些材料大多是金属间化合物,脆性大,抗压强度差,成型困难。即使是烧结成型的磁制冷工质,在制冷机中使用时，仍然容易破碎，产生的粉末会堵塞换热流体循环通道,降低磁制冷效率和制冷机的使用寿命。因此,磁制冷材料的成型工艺仍然是一个世界性难题,阻碍了磁制冷技术的应用。

目前室温磁制冷材料的加工成型方法主要包括旋转电极雾化法、定点激光热熔法、热降解再组合法和粉末热压法等，这些方法的缺陷是：一是使用昂贵的加工设备、高温、高压或者额外的化学试剂,二是可能产生其它非磁热效应杂质,降低磁热性能。

鉴于此，有必要提供一种新的磁制冷复合材料的制备方法，以克服现有技术的不足。

发明内容

本发明的目的之一，是克服现有技术中磁制冷材料硬度大、脆性大和难于加工成型等问题，提供一种基于高分子材料材料、易于加工成型的室温磁制冷复合多孔材料的制备方法，能有效改善现有磁制冷材料的加工性能，并提高了材料的力学性能。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种多孔型室温磁制冷复合材料的制备方法，包括如下步骤：

步骤1：预处理

取磁制冷材料，室温下加工成颗粒，得到磁制冷材料颗粒；

取高分子材料，室温下加工成颗粒，得到高分子材料颗粒；

步骤2：混合

将步骤1得到的磁制冷材料颗粒、步骤2得到的高分子材料颗粒及挥发性材料按重量比为(1-50):1:(1-50)均匀混合，得到混合物；

步骤3：冷压成型

将步骤3得到的混合物，冷压成型，得到磁制冷复合材料；