[发明专利]一种低温磁制冷用稀土RECrWO6

说明书

一种应用于低温磁制冷的RECrWO₆氧化物材料及其制备方法，本发明材料具有正交易解石结构，属于极性空间群Pna2₁。RECrWO₆氧化物材料在0～5T的外场变化下的等温磁熵变为3.2～5.8J/kgK；在0～7T的外场变化下，等温磁熵变为4.9～9.5J/kgK。制备方法为溶胶凝胶法：将氯化钨完全溶解进入酒精溶液后按照金属离子摩尔比加入含稀土元素的盐和铬盐并充分混合；再将混合后的溶液加入柠檬酸后加热并搅拌形成溶胶；再将溶胶加热干燥蒸干液体制得凝胶；然后在马弗炉内对凝胶进行煅烧得到烧结物；再将烧结物压片成型，在马弗炉内烧结冷却获得成品。本发明方法制备的RECrWO₆氧化物材料应用于低温区磁制冷领域，所选原材料价格低廉，所用工艺简单，对设备要求低，适合工业化生产。

技术领域

本发明属于稀土磁性功能材料技术领域，特别涉及一种应用于低温磁制冷的稀土RECrWO₆氧化物材料及制备方法。

背景技术

磁制冷材料是一种新型磁性功能材料，主要利用磁性材料的磁热效应或磁卡效应来实现制冷功能，是一种无污染的制冷工质材料。磁制冷的原理是利用外加磁场使磁工质内部磁矩发生有序与无序之间的切换，实现相变，藉由材料内部的熵变引起磁体吸热和放热从而实现制冷目的。磁致冷材料进入高磁场区域等温磁化时温度升高向外界放出热量，而进入零磁或低磁区域绝热退磁时，温度降低从外界吸收热量，从而实现制冷循环。磁制冷相比于传统制冷技术，不仅摆脱了对氟利昂等一系列有害温室气体的依赖，而且在能源消耗方面可以比现今主流的制冷系统节约20～30％，除此之外还拥有噪音低、可靠性好、体积小、易维护、寿命长等优点，被认为是一种“绿色”的制冷方式，有望在未来成为主流的制冷技术。

实现磁制冷技术的广泛应用所要解决的主要问题即是磁工质的选择。钆单质在很多研究中被发现在室温区具有巨大的磁热效应，但是其相变温度单一且价格昂贵。之后人们开始研究重稀土合金、稀土-过渡金属间化合物、过渡金属及其合金等，例如Gd-Si-Ge系列、La-Fe-Si 系列、Ni-Mn基、MnAs基等。寻找合适的磁制冷材料，除了要考虑成本方面的问题，材料的制冷能力更是至关重要，有些材料虽然磁熵变较大，但却存在磁滞现象，影响制冷循环。目前低温磁制冷材料主要是稀土金属间化合物材料，该类材料存在原材料价格高、制备工艺复杂等弊端。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种应用于低温磁制冷的稀土RECrWO₆氧化物材料及其制备方法，稀土氧化物不存在磁滞、热滞，拥有成本低廉以及制备简单的优点，本发明 RECrWO₆氧化物材料应用于低温区磁制冷领域，所选原材料价格低廉，所用工艺简单，对设备要求低，适合工业化生产。

为了实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

一种应用于低温磁制冷的稀土RECrWO₆氧化物材料，其特征在于：其具有金属离子有序排列的正交易解石结构，属于极性空间群Pna2₁；其中RE为稀土元素中的Gd、Dy、Ho或Er中的至少一种元素。

优选地，本发明应用于低温磁制冷的稀土RECrWO₆氧化物材料在0～5T的外场变化下，其等温磁熵变为3.2～5.8J/kgK；在0～7T的外场变化下，等温磁熵变为4.9～9.5J/kgK。

优选地，本发明应用于低温磁制冷的稀土RECrWO₆氧化物材料，其中RE、Cr、W和O的摩尔化学计量比为1:1:1:6。

一种本发明应用于低温磁制冷的RECrWO₆氧化物材料的制备方法，包括以下步骤：

步骤1：将氯化钨加入到体积浓度为80～95％的酒精溶液内，搅拌至充分溶解，然后将含稀土元素的盐和铬盐按照金属离子摩尔质量比为1:1:1的比例加入到氯化钨溶液中，得到混合盐溶液；