[发明专利]小滞后损耗的一级相变La(Fe,Si)13基磁热效应材料及其制备方法和用途

权利要求书

1.一种小滞后损耗的一级相变La(Fe，Si)₁₃基磁热效应材料，所述磁热效应材料具有NaZn₁₃型结构，其化学通式为：

La_1-xR_x(Fe_1-p-qCo_pMn_q)_13-ySi_yA_α，其中，

R选自Ce、Pr和Nd元素中的一种或多种，

A选自C、H和B元素中的一种或多种，

x的范围是：0＜x≤0.5，

y的范围是：0.8＜y≤1.6，

p的范围是：0≤p≤0.2，

q的范围是：0≤q≤0.2，

α的范围是：0≤α≤3.0；

其中，所述磁热效应材料为粒径范围15～200μm的颗粒。

2.根据权利要求1所述的磁热效应材料，其中，所述磁热效应材料的化学通式为：

La_1-xR_x(Fe_1-pCo_p)_13-ySi_yA_α，其中，

R选自Ce、Pr和Nd元素中的一种或多种，

A选自H、C和B元素中的一种或两种，

x的范围是：0.2≤x≤0.5，

y的范围是：0.8＜y≤1.6，

p的范围是：0≤p≤0.2，

α的范围是：0.1≤α≤3.0。

3.根据权利要求1或2所述的磁热效应材料，其中，所述磁热效应材料为粒径范围15～50μm的颗粒。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的磁热效应材料，其中，所述磁热效应材料在0～5T磁场变化下的有效磁熵变值为5.0～50.0J/kgK，相变温区位于10～400K。

5.权利要求1至4中任一项所述的磁热效应材料的制备方法，该方法包括如下步骤：

1)按化学式配制除氢以外的原料；

2)将步骤1)中配制好的原料放入电弧炉中，抽真空，用氩气清洗，并在氩气保护下熔炼，获得合金锭；

3)将步骤2)熔炼好的合金锭真空退火，然后在液氮或水中淬火，从而制备出具有NaZn₁₃结构的La_1-xR_x(Fe_1-p-qCo_pMn_q)_13-ySi_yA_α磁热效应材料；

4)对步骤3)制得的磁热效应材料进行破碎、研磨和筛分，得到粒径范围15～200μm的颗粒；

其中，当化学通式中的A包括氢元素时，所述方法还包括：5)将步骤4)制得的颗粒在氢气中退火。

6.根据权利要求5所述的制备方法，其中，原材料La、R为商业化单质稀土元素和/或工业纯LaCe合金和/或工业纯LaCePrNd混合稀土；优选地，当A包括碳元素时，碳由FeC合金提供。

7.根据权利要求5所述的制备方法，其中，所述步骤2)包括：将步骤1)中配制好的原料放入电弧炉中，抽真空至真空度小于1×10^-2Pa，用纯度大于99％的高纯氩气清洗炉腔1～2次，之后炉腔内充入该氩气至0.5～1.5个大气压，电弧起弧，获得合金锭，每个合金锭在1500～2500℃下反复熔炼1～6次。

8.根据权利要求5所述的制备方法，其中，所述步骤3)包括：将步骤2)熔炼好的合金锭在1000～1400℃、真空度小于1×10^-3Pa的条件下退火1小时至60天，然后在液氮或水中淬火。

9.根据权利要求5所述的制备方法，其中，所述步骤4)包括：将步骤3)制得的磁热效应材料敲碎和/或分割制成粒径小于1mm的粗颗粒，之后在保护气或保护液中用玛瑙研钵将粗颗粒进一步研磨至粒径≤200μm，之后用标准筛对金属粉末进行筛分，收集粒径范围15～200μm的颗粒。

10.根据权利要求5所述的制备方法，其中，在所述步骤5)中，通过调节氢气压力、退火温度和时间来控制合金中氢的量。