[发明专利]一种La(Fe,Si)13Hx氢化物磁制冷材料制备和成型一体化的方法

说明书

本申请提供一种La(Fe,Si)₁₃H_x氢化物磁制冷材料制备和成型一体化的方法，属于磁制冷材料技术领域。所述制备和成型一体化的方法，将储氢合金、焊锡粉与La(Fe,Si)₁₃合金共同处理，包括破碎细化、加压成型、真空封管和热处理。本申请提供的制备和成型一体化的方法，能成功提高La(Fe,Si)₁₃的居里温度，使其保持巨磁热效应的同时具有良好的力学性能，相比其他渗氢方法，本发明实现固态渗氢和成型一体化，操作简单安全且环保节能，这对促进磁制冷技术在高温区的应用有重要意义。

技术领域

本发明涉及磁致冷材料技术领域，尤其涉及一种La(Fe,Si)₁₃H_x氢化物磁制冷材料制备和成型一体化的方法。

背景技术

La(Fe,Si)₁₃磁制冷材料具有巨磁热效应且价格便宜得到研究人员的广泛关注，但其巨磁热伴随的较大磁滞，居里温度低，在循环磁场下材料脆性等阻碍了其在室温领域的应用。

针对La(Fe,Si)₁₃居里温度偏低的缺点，研究人员通过Co替代部分Fe元素或添加间隙元素C、N、B、H来提高La(Fe,Si)₁₃居里温度。其中间隙H元素能将La(Fe,Si)₁₃的居里温度提高到室温附近，同时还能保持巨磁热效应。因此，La(Fe,Si)₁₃H_x氢化物被认为是理想的室温磁制冷材料。目前，可以通过高能球磨法、电化学法，气体渗氢法实现La(Fe,Si)₁₃H_x氢化物的制备，制备的La(Fe,Si)₁₃H_x氢化物以粉末状态存在，其中最常用的制备方法是气体渗氢法。

另一方面由于块体La(Fe,Si)₁₃材料在循环磁场下较脆，影响材料实际应用的寿命。研究人员发现将块体材料破碎再热压烧结，通过引入孔洞提高循环磁场下的力学稳定性，另外随着颗粒尺寸减小，磁滞也有大幅度下降。

因此为了优化La(Fe,Si)₁₃材料的性能及促进其实际应用，研究人员通过树脂、聚合物、低共熔合金、非晶金属基质等的低温粘结作用，将La(Fe,Si)₁₃H_x氢化物粉末制备成片状多孔结构。但研究表明当热处理温度超过150℃时，La(Fe,Si)₁₃H_x氢化物会开始解析H原子，La(Fe,Si)₁₃H_x氢化物粉末在成型过程中势必引起La(Fe,Si)₁₃H_x氢化物的分解，影响预期的制冷效果。因此需要发明一种La(Fe,Si)₁₃H_x氢化物磁制冷材料制备和成型一体化的方法。

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和成型一体化的方法，以解决现有La(Fe,Si)₁₃H_x氢化物制备过程和成型过程分步进行，在成型过程引起氢化物分解的问题。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：提供一种La(Fe,Si)₁₃H_x氢化物磁制冷材料制备和成型一体化的方法。所述制备和成型一体化的方法，包括以下步骤：

(1)将La(Fe,Si)₁₃合金、固态氢化物和焊锡粉分别进行破碎细化；

(2)将步骤(1)得到的细化后的各粉末混合均匀，并加压成型为块体材料；

(3)将步骤(2)得到的成型的块体材料进行真空封管；