[发明专利]室温附近的稀土磁液体材料及其磁制冷设备

摘要

本发明涉及一种以磁液体作为制冷工作物质的室温附近的磁制冷技术及设备。磁液体由居里温度在室温附近的铁磁性及超顺磁性的稀土金属、合金及含稀土化合物的纳米磁性颗粒、液态载体、分散剂、磁性颗粒表面修饰剂、稳定剂、流体性能改善剂等组成;设备由磁场系统、磁液体泵、磁液体管路、半导体制冷器、热交换液体及管路热交换液体泵及负载七部份组成。本发明发现磁液体具有放大磁热效应的物理现象,不仅在于克服以固体磁性材料作为工作物质的磁制冷机结构复杂问题,而且还在于它不再要求较高的磁场,因此可以用永磁体取代超导磁体。

主权项

1、一种室温附近的稀土磁液体材料，其特征在于：它由居里温度在室温附近的铁磁性稀土金属、合金及含稀土化合物的纳米磁性颗粒、液态载体、分散剂、磁性颗粒表面修饰剂、稳定剂、流体性能改善剂等六种组分组成；具体组成如下：(1)磁液体组成之一的居里温度在室温附近的铁磁性稀土金属、合金及含稀土化合物的纳米磁性颗粒为以下材料：Gd，Gd5Si4，Gd5(Si1-xGex)4，(Gd1-xRx)5Si4，Gd3Al2，Gd3Al2-xMx(M为Co，Fe，Ni，Ca)，La1-xRx(Fe1-y-zMyAlz)13(其中M为Ti，V，Cr，Mn，Co，R为稀土元素)；La1-xMxMnO3(M为Ca，K，Sr)，Nd2Fe14B；R2Co17-xFex，SmCo5；(2)分散剂为R-G(G′)，或其低聚物，R为C12-C22的饱和或不饱和的(可带有支链)脂肪烃基或芳香烃基或聚硅氧烷基或聚硅烷基团，G为羟基或羧基或羰基或氢硫基或胺基或膦基或其共轭酸或碱基，G′为G、H或烷基或其共轭酸或碱基；(3)颗粒表面修饰剂为甲基、丙基、丁基、甲氧基、乙氧基、丙氧基硅烷、硅醇、硅酮、硅氧烷；(4)稳定剂为酚类、醇类及其衍生物、以及杂多酚、杂多醇、胺；(5)流体性能改善剂为脂肪酸甲脂、二甲脂、三甲脂、脂肪胺；(6)磁液体组成之一的液态载体包括烃类、醇类、醚类、酯类及其聚合物、聚硅氧烷、聚硅烷，熔点低于-50℃，沸点高于120℃，粘度为20CP-2000CP；(7)烃类包括脂肪烃和芳香烃，脂肪烃包括C8-C16的饱和烃及不饱和烃；芳香烃包括Ph-R，R-Ph-R′，R-Ph-R′R″(R，R′，R″为C1-C4的直链或支链取代基，可相同或不同)；(8)醇类包括C2-C8的一元饱和醇，二元饱和醇及其低聚物；(9)醚类为C4-C32饱和或不饱和的单醚、双醚或它们的聚全物；(10)酯类为饱和的或不饱和脂肪酸单酯、二酯或三酯及其低聚物、苯多酸酯、苯甲酸酯、矿物酸单酯、二酯或三酯；(11)聚硅氧烷，聚硅烷的聚合度为20-20000，包括聚烷基硅氧烷、聚芳基硅氧烷、聚烷氧基硅氧烷、烷基硅烷、聚芳基硅烷、聚烷氧基硅烷。