La、Ce稀土在磁制冷研究中的应用

【作者】 程娟； 黄焦宏；

【机构】 包头稀土研究院；

【摘要】 磁制冷是一种基于磁热效应的新型制冷技术,磁热效应是磁性材料在外加磁场变化下产生吸放热的物理现象,具有绿色环保,制冷效率高,寿命长,可靠性高等优点。磁热效应材料是磁制冷技术发展的关键,在众多的磁热效应材料中,La(FeSi)13系磁制冷材料由于其具有大磁熵变,居里温度在室温附近连续可调,价格低廉,已成为最具发展潜力的磁制冷材料之一[1]。本文采用饱和氢化的方法将La(FeSi)13材料的居里温度提高至室温以上,通过调节Mn含量来调节材料的居里温度,研究了Mn元素对材料居里温度及磁热性能的影响,随着Mn含量的增加,居里温度下降,材料的磁热效应略有下降。重点研究了公斤级La(FeSi)13HY材料的成型工艺。用环氧树脂粘结的方法制备了La(FeSi)13HY磁工质,粘结后的材料最大等温磁熵变△Sm略有下降,在1.5T磁场下为8.2J/KgK(Fig.1),但仍保持了大磁熵变,但该材料由于树脂的引入使得导热性能较差。研究了高温热压法制备La(FeSi)13HY磁工质,随着热压温度的提高,最大等温磁熵变增大,结构更加致密(Fig.2)。高温热压法制备出的磁工质导热性能较高,有利于提高在制冷机上的热交换效率[2]。La(FeSi)13HY材料半峰宽较窄,采用居里温度相近的两种材料混合成型的方式,有效的提高了其半峰宽,有利于该类材料在磁制冷机中的应用。更多还原