La-Fe-Si基室溫磁制冷復合材料及其制備方法與流程

本發(fā)明涉及一種la-fe-si基磁制冷復合材料，尤其涉及采用低溫熱壓燒結及后續高溫擴散熱處理的成型方法制備出的具有室溫區磁熵變平臺與大制冷能力，以及高抗壓強度的塊體復合磁制冷材料及其制備方法。 背景技術(shù)： 相對于目前普遍采用的氣體壓縮式制冷技術(shù)，磁制冷技術(shù)由于具有低能耗、無(wú)污染、低噪音、體積小、易維護、壽命長(cháng)等優(yōu)點(diǎn)，已成為未來(lái)最具應用前景的制冷技術(shù)。磁制冷原理是利用材料的磁熱效應(外磁場(chǎng)的變化引起材料本身磁熵的改變并伴隨著(zhù)熱量的釋放和吸收)來(lái)達到制冷的。在磁制冷機熱力學(xué)循環(huán)中，磁埃里克森循環(huán)是一個(gè)非常重要的循環(huán)，由兩個(gè)等溫過(guò)程和兩個(gè)等磁場(chǎng)過(guò)程組成，從低溫源吸熱，高溫端放熱，從而產(chǎn)生較大溫差，還可以克服大的晶格熵。在高溫制冷溫區，卡諾循環(huán)不再適合，采用埃里克森循環(huán)可以降低晶格熵帶來(lái)的不利影響。埃里克森循環(huán)要求工質(zhì)在循環(huán)過(guò)程中保持回熱平衡，這就要求磁制冷工質(zhì)材料在磁熵變-溫度(–δsm–t)曲線(xiàn)上具有近似平臺狀的特征。因此，從應用角度而言，具有磁熵變平臺的磁制冷材料對磁制冷機的設計和磁熱效應的最終實(shí)現具有重要意義。 近年來(lái)，幾類(lèi)在室溫范圍具有巨磁熱效應的材料，如：gd-si-ge，ni-mn-ga，mn-fe-p-as，mnas，la-fe-si/al等合金系。這些材料的共同特點(diǎn)是磁相變的同時(shí)伴隨著(zhù)顯著(zhù)的晶體結構或體積的變化，從而其磁熱效應明顯高于傳統磁制冷材料gd。在這些新型磁制冷材料中，nazn13型結構的la-fe-si基化合物因其無(wú)毒、滯后小、相變驅動(dòng)場(chǎng)低、原材料價(jià)格低廉、居里溫度易調節等優(yōu)勢成為最受重視的磁熱效應材料之一。 但是nazn13型結構的la-fe-si基磁制冷材料脆性大，難以進(jìn)行機加工成型。同時(shí)，具有一級相變特征的nazn13型la-fe-si基磁制冷材料，磁相變帶來(lái)大磁熵變的同時(shí)伴隨著(zhù)材料的磁體積效應。在循環(huán)制冷過(guò)程中，la-fe-si基磁制冷材料的體積會(huì )循環(huán)變化，從而導致其內部產(chǎn)生微裂紋，最終甚至導致碎裂，嚴重制約了la-fe-si基材料的應用。 磁制冷機中所需的nazn13型結構的la-fe-si基磁制冷工質(zhì)不僅需要具有優(yōu)良的磁熱性能，同時(shí)還要具有良好的力學(xué)性能。目前部分文獻針對nazn13型結構的la-fe-si基磁制冷材料的一級磁相變的磁體積效應進(jìn)行改進(jìn)。文獻[1](n.h.yen,p.t.thanh,n.h.dan.influ