[发明专利]一种双层哈斯勒合金磁制冷涂层及其制备方法

权利要求书

1.一种双层哈斯勒合金磁制冷涂层，其特征在于，包括基体、晶籽层、Sb含量渐变增加的NiMnSb层以及Sb含量渐变减少的NiCoMnSb层。

2.根据权利要求1所述双层哈斯勒合金磁制冷涂层，其特征在于，所述基体选自单晶硅（001）、GaAs（001）、Mg（100）、Al₂O₃（0001）中的一种。

3.根据权利要求1～2任一项所述双层哈斯勒合金磁制冷涂层，其特征在于，所述晶籽层选自铜层或钼层。

4.根据权利要求1～3任一项所述双层哈斯勒合金磁制冷涂层，其特征在于，所述晶籽层的厚度为300～500nm；所述NiMnSb层的厚度为50～200μm；所述NiCoMnSb层的厚度为50～200μm。

5.根据权利要求1～4任一项所述双层哈斯勒合金磁制冷涂层，其特征在于，所述双层哈斯勒合金磁制冷涂层的最大磁熵变ΔS_M为40～60 J·Kg^-1·K^-1、有效制冷能力RC_eff为280～350 J·Kg^-1、工作温度区间δT_FWHM为25～35K。

6.一种如权利要求1～5任一项所述双层哈斯勒合金磁制冷涂层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）将基体依次用除油剂、无水乙醇、去离子水超声清洗2～5min、干燥；

（2）将基体置于多弧离子镀设备中，分别将铜靶或钼靶、NiMn靶、NiCoMn靶和Sb靶置于靶位，抽真空至2×10^-4～5×10^-4Pa、开启加热真空腔至400～500℃；

（3）向真空腔内通入Ar气，控制真空腔气压在2～5Pa时打开负偏压并设置在500～700V，对基体进行离子轰击清洗10～20min；

（4）保持基体负偏压在100～200V，打开铜靶或钼靶电源沉积晶籽层，沉积结束后关闭铜靶或钼靶电源；

（5）保持基体负偏压在300～500V，打开NiMn靶和Sb靶电源沉积Sb含量渐变增加的NiMnSb层，其中保持NiMn靶电流不变、Sb靶电流逐渐增大，沉积结束后关闭NiMn靶和Sb靶电源；

（6）保持基体负偏压在300～500V，打开NiCoMn靶和Sb靶电源沉积Sb含量渐变增加的NiCoMnSb层，其中保持NiCoMn靶电流不变、Sb靶电流逐渐减小，沉积结束后关闭NiCoMn靶和Sb靶电源、停止通入Ar，冷却至室温后取出基体；

（7）对基体进行退火处理，即可得到双层哈斯勒合金磁制冷涂层。

7.根据权利要求6所述双层哈斯勒合金磁制冷涂层的制备方法，其特征在于，步骤（4）沉积条件为：工作气压1～2Pa、靶电流20～50A、沉积时间20-30min。

8.根据权利要求6～7任一项所述双层哈斯勒合金磁制冷涂层的制备方法，其特征在于，步骤（5）沉积条件为：工作气压2～5Pa、NiMn靶电流80～120A、初始Sb靶电流30～50A，Sb靶电流在沉积过程中随着时间的增加速率为1～1.5A/min、沉积时间30-60min。

9.根据权利要求6～8任一项所述双层哈斯勒合金磁制冷涂层的制备方法，其特征在于，步骤（6）沉积条件为：工作气压2～5Pa、NiCoMn靶电流80～120A、初始Sb靶电流120～150A，Sb靶电流在沉积过程中随着时间的减小速率为1～1.5A/min、沉积时间30-60min。

10.根据权利要求6～9任一项所述双层哈斯勒合金磁制冷涂层的制备方法，其特征在于，步骤（7）退火处理为将基体在800～100℃、真空度小于1×10^-3Pa的条件下退火12～36h，随炉冷却取出基体即可。