[发明专利]一种用于拓宽镧铁硅合金磁制冷工作温区的制备方法

说明书

本发明提供一种用于拓宽镧铁硅合金磁制冷工作温区的制备方法，利用该制备方法能够拓宽镧铁硅合金的工作温区，并使镧铁硅合金具有高磁熵变和低驱动磁场。该制备方法包括以下步骤：(1)制备镧铁硅合金粉末：按比例配置LaFe_13‑xSi_x合金原料，将LaFe_13‑xSi_x合金原料进行熔炼形成合金铸锭，合金铸锭依次经过甩带、退火、淬火和研磨，制成镧铁硅合金粉末；(2)高压退火处理：对镧铁硅合金粉末进行高压退火处理，其中压力为0.5～1.5GPa，退火温度为500℃至700℃，退火时长为20min至35min。

技术领域

本发明涉及磁制冷材料领域，尤其涉及一种用于拓宽镧铁硅合金磁制冷工作温区的制备方法。

背景技术

基于材料磁热效应的磁制冷技术因其具有绿色环保、高效节能、稳定可靠、轻便低噪等优点受到世界各国的日益重视。NaZn₁₃相LaFe_13-xSi_x合金因其具有较好的磁热性能、丰富的磁晶耦合行为以及低廉的价格，成为磁制冷工质的理想材料。但是，它的铁磁-顺磁相变在很窄的温度范围内就能完成，导致其磁制冷工作温区非常狭窄，限制了进一步应用。因此寻找一种能使LaFe_13-xSi_x合金具有宽磁制冷工作温区、高磁熵变、低驱动磁场的制备方法具有重要意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于拓宽镧铁硅合金磁制冷工作温区的制备方法，利用该制备方法能够拓宽镧铁硅合金的工作温区，并使镧铁硅合金具有高磁熵变和低驱动磁场。

一种用于拓宽镧铁硅合金磁制冷工作温区的制备方法，其特征在于，依次包括以下步骤：

(1)制备镧铁硅合金粉末：按比例配置LaFe_13-xSi_x合金原料，将LaFe_13-xSi_x合金原料进行熔炼形成合金铸锭，合金铸锭依次经过甩带、退火、淬火和研磨，制成镧铁硅合金粉末；

(2)高压退火处理：对镧铁硅合金粉末进行高压退火处理，其中压力为0.5～1.5GPa，退火温度为500℃～700℃，退火时长为20min至35min。优选的，LaFe_13-xSi_x合金为LaFe_11.6Si_1.4合金。优选的，甩带速度为20m/s。甩带速度指的是，甩带机中铜辊的转速。优选的，退火温度为1100℃，退火时长为3天。优选的，淬火为冰水淬火。

作为优选的方案，高压退火处理中，压力为1GPa。

作为优选的方案，高压退火处理中，退火温度为600℃。

作为优选的方案，高压退火处理中，退火时长为30min。

作为优选的方案，高压退火处理过程中，对镧铁硅合金粉末进行密封包裹，使其与外界隔绝。如此，可以避免镧铁硅合金在高压退火处理过程中发生氧化。优选的，用箔纸对镧铁硅合金粉末进行密封包裹，箔纸由钽、铝、铜或铂制成。

作为优选的方案，将镧铁硅合金粉末封入石墨管加热器中，然后将石墨管加热器置于六面顶压机上，对镧铁硅合金粉末进行高压退火处理。

本发明的有益效果：高压退火处理能够有效拓宽镧铁硅合金的制冷温区，经过高压退火处理后镧铁硅合金的磁熵半峰宽提高将近66％，显著提高镧铁硅合金的制冷能力。

附图说明

图1是本发明的对比例、实施例1和实施例2中制备的LaFe_13-xSi_x合金样品的室温XRD衍射数据对比图。