[发明专利]一种钙钛矿磁制冷氧化物及其两步法制备方法

说明书

本发明提供一种钙钛矿磁制冷氧化物及其两步法制备方法，所述制备方法包括如下步骤：S1、固相反应得到第一钙钛矿磁制冷氧化物；S2、高温高压合成得到第二钙钛矿磁制冷氧化物。本发明的制备方法制作成本低廉、工艺简单、节约能源、降低能耗。本发明的制备方法适用于稀土锰氧化物La_0.75Sr_0.25Mn_0.9Co_0.1O₃等钙钛矿磁制冷氧化物的制备。采用本发明的制备方法所制备出的钙钛矿磁制冷氧化物的块体材料致密度高，具有优异的磁制冷性能。

技术领域

本发明属于材料科学技术领域，具体而言，本发明涉及一种钙钛矿磁制冷氧化物及其制备方法。尤其涉及采用两步法高温高压制备出高性能的钙钛矿磁制冷氧化物及其制备方法。

背景技术

目前，由于氟利昂气体的禁用，室温磁制冷材料由于其在噪声、效率、寿命、污染等方面的优越性，成为气体压缩制冷的替代材料，是国际前沿研究热点课题。

磁制冷技术是应用磁性材料的磁热效应来达到制冷目的的一种新型的制冷技术。稀土钙钛矿氧化物由于结构稳定、低成本、高磁热效应等优点逐渐引起人们的兴趣，成为磁制冷材料的研究热点，并已有相当数量的研究报导。

传统制备稀土钙钛矿磁制冷氧化物方法主要有固相反应法和原位高压烧结法，固相反应法操作方便简单，但是目前固相反应所获得的钙钛矿化合物的磁制冷性能普遍不高。而原位高压烧结法合成样品条件难于控制，需反复多次摸索成相条件，增加了实验成本，降低了实验效率。在已知的稀土钙钛矿磁制冷氧化物的制备过程中，一直没找到高性能磁制冷氧化物。

发明内容

针对上述问题，本发明希望提供一种新的稀土钙钛矿磁制冷氧化物两步法高温高压合成制备方法，以便为寻找高性能钙钛矿磁制冷氧化物提供新的制备方法。

具体而言，本发明提供了一种钙钛矿磁制冷氧化物两步法制备方法，所述制备方法包括如下步骤：

S1、固相反应得到第一钙钛矿磁制冷氧化物，具体包括如下步骤：

S11、配料步骤，所述配料步骤包括：将用于制备钙钛矿磁制冷氧化物的相应原料放置于球磨罐中；

S12、干法球磨步骤，所述干法球磨步骤包括：以第一转速进行干法球磨，持续第一预定时间段；

S13、一次干燥步骤，所述一次干燥步骤包括：对经过干法球磨所获得的产品进行一次干燥处理；

S14、预烧结步骤，所述预烧结步骤包括：将一次干燥处理所获得的产品进行预烧结；

S15、二次干燥步骤，所述二次干燥步骤包括：对经过预烧结所获得的产品进行二次干燥处理；

S16、二次烧结步骤，所述二次烧结步骤包括：将二次干燥处理所获得的产品进行二次烧结，得到第一钙钛矿磁制冷氧化物；

S2、高温高压合成得到第二钙钛矿磁制冷氧化物，具体包括如下步骤：

将第一钙钛矿磁制冷氧化物放入六面顶压机中加压加温制成第二钙钛矿磁制冷氧化物，所述第二钙钛矿磁制冷氧化物为块体钙钛矿磁制冷氧化物。

优选的是，所述钙钛矿磁制冷氧化物包括：La_0.75Sr_0.25Mn_0.9Co_0.1O₃钙钛矿磁制冷氧化物，其中各元素的下标表示原子摩尔比，所述原料包括按一定统计比均匀混合的La₂O₃、SrCO₃、MnCO₃、CO₃O₄粉末。

优选的是，所述第一转速为200～400转/分，所述第一预定时间段为6-8小时。