[发明专利]金属粘结氢化La(Fe;Si)13基磁制冷片材及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种金属粘结氢化La(Fe,Si)₁₃基磁制冷片材，所述磁制冷片材包含La(Fe,Si)₁₃基磁制冷合金颗粒和作为粘结剂的金属颗粒，所述La(Fe,Si)₁₃基磁制冷合金颗粒被所述金属颗粒粘结成片材；其中，所述La(Fe,Si)₁₃基磁制冷合金颗粒具有NaZn₁₃型结构，所述磁制冷片材的化学组成为：

[La(Fe_1-pMn_p)13-ySi_yH_δ]_1-x/Q_x，

其中，Q选自Cu、Pb、Zn和Sn中的一种，3wt％≤x≤5wt％，0.02≤p≤0.04，1.2≤y≤1.6，1.0≤δ≤1.8。

2.根据权利要求1所述的磁制冷片材，其中，所述磁制冷片材的相变温区为290～296K。

3.根据权利要求1或2所述的磁制冷片材，其中，所述磁制冷片材的厚度为0.3～0.6mm。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的磁制冷片材，其中，所述La(Fe,Si)₁₃基磁制冷合金颗粒的尺寸为30～80μm，所述金属颗粒的尺寸为30～80μm。

5.权利要求1至4中任一项所述的磁制冷片材的制备方法，所述制备方法包括：

1)按照La(Fe_1-pMn_p)_13-ySi_y的化学式配制原料，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；

2)将步骤1)熔炼好的合金锭在氩气保护下退火，然后在液氮中淬火，制备出具有NaZn₁₃结构的La(Fe_1-pMn_p)_13-ySi_y合金；

3)将步骤2)制得的合金破碎成颗粒，与金属颗粒混合均匀，进行等离子放电烧结，制备出[La(Fe_1-pMn_p)13-ySi_y]_1-x/Q_x金属粘结块材；

4)将步骤3)制得的块材切成片材，并对片材进行充氢处理，得到所述金属粘结氢化La(Fe,Si)₁₃基磁制冷片材。

6.根据权利要求5所述的制备方法，其中，所述步骤3)中合金颗粒的尺寸为30～80μm，所述金属颗粒的尺寸可以为30～80μm。

7.根据权利要求5或6所述的制备方法，其中，步骤3)所述的等离子放电烧结的压强为30～300MPa，温度为250～700℃，时间为5～20min，优选地，步骤4)采用线切割技术将块材切成片材，进一步优选地，所述片材的厚度为0.3～0.6mm。

8.根据权利要求5至7中任一项所述的制备方法，其中，步骤4)所述充氢处理的条件包括：将样品室抽真空至0.1Pa以下，待样品室温度稳定到320～380℃后，通入H₂进行样品活化，结束后将样品室再次抽真空并将温度设定为200～300℃，通入H₂，使H₂压力比前次高0.1～0.2MPa，重复进行以上过程，直到达到所需的H₂压力，保持1～12小时，之后将样品强放入水中冷却，得到所述金属粘结氢化La(Fe,Si)₁₃基磁制冷片材。

9.权利要求1至4中任一项所述磁制冷片材或者按照权利要求5至8中任一项所述方法制得的磁制冷片材在制造制冷材料中的应用。

10.一种磁制冷机，所述制冷机包括权利要求1至4中任一项所述磁制冷片材或者按照权利要求5至8中任一项所述方法制得的磁制冷片材。