[发明专利]一种用于磁制冷的铥-镍材料及其制备方法

权利要求书

1.一种制备用于磁制冷的铥-镍材料的方法，其特征在于，所述铥-镍材料用于极低温区、低磁场下磁制冷的用途，所述铥-镍材料的化学式为：Tm_3+xNi_2+y，其中，-0.1≤x≤0.1，-0.1≤y≤0.1，所述铥-镍材料具有菱方晶体结构，所述菱方晶体结构的空间群为R-3，所述菱方晶体结构的晶格参数为a=b=8.50±0.2 Å，c=15.70±0.2 Å，所述铥-镍材料的相变温度在2-6K之间，所述铥-镍材料在0-2T磁场变化下的磁熵变峰值在15-17J/(kg·K)之间；

所述方法包括以下步骤：

步骤S1：按照所述铥-镍材料分子式比例称取粉末状金属Ni原料和过量的Tm原料混合；

其中，所述粉末状金属Ni原料和过量的Tm原料的颗粒度为10-100μm；

步骤S2：将所述步骤S1中混合的原料放入压片机模具中，进行压片处理，得到片状样品；

所述模具的内径尺寸为1mm-2cm，所述片状样品的厚度为1mm-2cm，所述压片机施加的压力为1MPa-30MPa；

步骤S3：将所述步骤S2中的所述片状样品进行真空退火处理；

所述真空退火的温度为800-1200℃，退火的时间为1-5天；

步骤S4：将所述步骤S3中退火后的样品取出，破碎，研磨，重新得到粉末状样品；

步骤S5：重复所述步骤S2至所述步骤S4，再进行最后一次的真空退火；

所述最后一次的真空退火处理时采用温度400-800℃，时间为100-200h；

步骤S6：将所述步骤S5后的样品进行淬火；

所述淬火是将退火处理后的样品淬入液氮或水中，骤然冷却。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述粉末状原料的颗粒度为40-80μm。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述模具的内径尺寸为5mm-1.5cm，所述压片机施加的压力为5MPa-20MPa；

所述步骤S2中所述压片处理后静止3-5min，使所述得到片状样品中所述原料充分接触。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S4中在半封闭钢制研钵中通过挤压敲打进行所述破碎，所述破碎后的样品尺寸为1mm-3mm。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述步骤S4中使用玛瑙研钵进行所述研磨，所述研磨之前在所述玛瑙研钵中加入少量石油醚，所述研磨时间5-10min。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述重新得到粉末状样品的尺寸为1μm-50μm。

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S3中真空退火的温度为900-1100℃，所述退火的时间2-4天；

所述真空退火升温速率为10K/min，所述真空退火后采用自然降温的方式降温。