[发明专利]一种晶体材料、其制备方法及应用该晶体的磁制冷材料

摘要

本申请公开了一种晶体材料，其特征在于，所述晶体的分子式为Gd2Cu(SO4)2(OH)4，属单斜晶系，空间群P21/c，晶胞参数为α＝γ＝90°，β＝98.3～98.4°，Z＝2。所述晶体材料的磁热效应远大于DGG，具有很好的致冷性能。本申请还公开了所述晶体的制备方法。该制备方法简单，适合大规模工业化生产，具有广阔的市场前景。 1

主权项

1.一种晶体材料，其特征在于，具有如下所示的分子式：

Gd₂Cu(SO₄)₂(OH)₄

所述晶体材料属单斜晶系，空间群P2₁/c，晶胞参数为α＝γ＝90°，β＝98.3～98.4°，Z＝2。

2.根据权利要求1所述的晶体材料，其特征在于，所述的晶体材料为单晶材料。

3.制备权利要求1所述晶体材料的方法，其特征在于，将含有铜元素、钆元素、硫酸根、硼元素和水的混合物，在不低于200℃的温度下晶化不少于3天，所得固体产物即为所述晶体材料；

所述混合物中铜元素、钆元素、硫元素、硼元素和水的摩尔比为：

Cu:Gd:S:B:H₂O＝3～6:2:3～6:1:700～1200。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，混合物中所述硼元素来自硼酸；所述铜元素和硫酸根来自硫酸铜；所述钆元素来自氧化钆。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述混合物中含有亚碲酸盐中的至少一种，混合物中铜元素与亚碲酸盐中碲元素的摩尔比为Te:Cu＝1:1.25～6.82。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述亚碲酸盐为亚碲酸钾和/或亚碲酸钠。

7.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述晶化温度为200～230℃，晶化时间为3～5天。

8.制备权利要求2所述晶体材料的方法，其特征在于，将含有硫酸铜、氧化钆、亚碲酸钾、硼酸和水的混合物，置于带聚四氟乙烯内衬的合成釜中，在200～230℃晶化3～5天后，经3～5天冷却降至室温，所得固体产物即为所述晶体材料；

所述混合物中铜元素、钆元素、硫元素、碲元素、硼元素和水的摩尔比为：

Cu:Gd:S:Te:B:H₂O＝2～6:0.2～4:2～6:0.44～2.4:1:700～1200。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述混合物中铜元素、钆元素、硫元素、碲元素、硼元素和水的摩尔比为：

Cu:Gd:S:Te:B:H₂O＝3:3:3:1.14:1:1120。

10.一种磁制冷材料，其特征在于，含有权利要求1或2所述的晶体材料。

11.根据权利要求10所述的磁制冷材料，其特征在于，所述的晶体材料由根据权利要求3至9任一项所述方法制备得到。