[发明专利]一种La(Fe;Si)13Hx氢化物磁制冷材料的制备方法

说明书

本发明公开了一种La(Fe,Si)₁₃H_x氢化物磁制冷材料的制备方法，选择分解温度低于La(Fe,Si)₁₃合金分解温度的固态氢化物，将其与La(Fe,Si)₁₃合金分别进行球磨破碎细化；将细化的两种粉末混匀，并加压成型为块体材料；对成型的块体材料进行真空封管，然后置于加热炉中进行热处理，热处理温度处于固态氢化物分解温度和La(Fe,Si)₁₃合金分解温度之间，即得。本发明方法实现了固态渗氢，能成功提高La(Fe,Si)₁₃的居里温度，同时还能保持巨磁热效应，相比气体渗氢，操作简单且安全隐患低。

技术领域

本发明属于磁制冷材料技术领域，具体涉及一种La(Fe,Si)₁₃H_x氢化物磁制冷材料的制备方法。

背景技术

相比于传统的气体压缩制冷技术，磁制冷技术具有环保、高效及节能等特点，在当今环境问题日益严重的背景下，磁制冷技术的应用需求更加迫切，磁制冷技术在低温领域已经得到广泛应用。磁制冷技术的关键为磁制冷材料，其中La(Fe,Si)₁₃因具有巨磁热效应，原料便宜等特点得到研究人员的关注，但其自身的居里温度偏低、力学性能差等，限制了其实际应用。

针对La(Fe,Si)₁₃居里温度偏低的缺点，研究人员主要采用元素掺杂、元素替代、气体渗氢等处理方法对其进行改善，其中效果显著的是气体渗氢法，通过这种方法能使H原子进入La(Fe,Si)₁₃晶格间隙，改变了Fe-Fe键距离，影响了Fe-Fe交换作用，将La(Fe,Si)₁₃的居里温度提高到了室温附近，同时还能保持巨磁热效应，说明渗氢对对磁制冷技术在室温附近的应用有积极作用。但由于气体渗氢同时受到温度和压力两个因素的共同作用，操作相对复杂且存在一定安全隐患，因此有必要发明一种安全简单的渗氢方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种La(Fe,Si)₁₃H_x氢化物磁制冷材料的制备方法，解决了现有气体渗氢操作复杂的问题。

本发明所采用的技术方案是，一种La(Fe,Si)₁₃H_x氢化物磁制冷材料的制备方法，包括以下步骤：

步骤1，选择分解温度低于La(Fe,Si)₁₃合金分解温度的固态氢化物，将其与La(Fe,Si)₁₃合金分别进行球磨破碎细化；

步骤2，将细化的两种粉末混匀，并加压成型为块体材料；

步骤3，将成型的块体材料进行真空封管；

步骤4，将块体材料置于加热炉中进行热处理，热处理温度处于固态氢化物分解温度和La(Fe,Si)₁₃合金分解温度之间，得到所述La(Fe,Si)₁₃H_x氢化物磁制冷材料。

本发明的特点还在于：

优选地，本发明的La(Fe,Si)₁₃合金为LaFe_11.65Si_1.35合金或LaFe_11.5Si_1.5合金，固态氢化物为金属氢化物YH₂。

进一步，步骤2中固态氢化物质量占混合粉末总质量的5％～20％。

进一步，步骤1中对固态氢化物进行球磨时，加入C粉共同进行球磨，C 粉质量占固态氢化物和C粉总质量的0.5～1％。

进一步，步骤1中球磨破碎细化至固态氢化物和La(Fe,Si)₁₃合金的颗粒尺寸均保持在30μm～110μm。