專利名稱：磁致冷大塊非晶合金材料及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具備優(yōu)異磁致冷能力的磁致冷大塊非晶合金材料及其制造方法。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)氣體壓縮制冷技術(shù)廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)，形成了龐大的產(chǎn)業(yè)，但它存在制冷效率低、能耗大、破壞大氣環(huán)境等缺點(diǎn)。與傳統(tǒng)氣體壓縮制冷技術(shù)相比，磁制冷技術(shù)具有高效節(jié)能、綠色環(huán)保、運(yùn)行穩(wěn)定、尺寸小重量輕等顯著優(yōu)勢，被譽(yù)為高新綠色制冷技術(shù)。磁制冷技術(shù)，尤其是室溫磁制冷技術(shù)，因在家用冰箱、家用空調(diào)、中央空調(diào)、超市食品冷凍系統(tǒng)等產(chǎn)業(yè)方面具有巨大的潛在應(yīng)用市場而受到國內(nèi)外研究機(jī)構(gòu)及產(chǎn)業(yè)部門的極大關(guān)注。磁致冷是指以磁性材料為制冷工質(zhì)的一種新型的制冷技術(shù)，其基本原理是借助磁致冷材料(或稱磁致冷工質(zhì)，磁工質(zhì))的磁熱效應(yīng)，即在等溫條件下，當(dāng)磁場強(qiáng)度增加(磁化)時，磁致冷材料的磁矩趨于有序排列，磁熵降低，向外界排熱；當(dāng)磁場強(qiáng)度減弱(退磁)時，磁矩趨于無序排列，磁熵增加，磁致冷工質(zhì)從外界吸熱，就能達(dá)到制冷的目的。磁致冷工質(zhì)的磁熱性能主要包括磁熵變、絕熱溫度變化、比熱、熱導(dǎo)率等等。其中磁熵變和絕熱溫度變化是磁致冷材料磁熱效應(yīng)的表征，因磁熵變較絕熱溫度變化易于準(zhǔn)確測定，因而人們更習(xí)慣采用磁熵變來表征磁致冷材料的磁熱效應(yīng)。磁致冷材料的磁熱效應(yīng)(磁熵變、絕熱溫度變化)是制約磁制冷機(jī)制冷效率的最關(guān)鍵因素之一，因此，尋找居里點(diǎn)在室溫溫區(qū)具有大磁熵變的磁致冷材料成為國內(nèi)外的研究重點(diǎn)。目前，室溫磁致冷技術(shù)還處于研究開發(fā)的初級階段。室溫磁致冷技術(shù)存在的問題是每次磁致冷循環(huán)所降低的溫度差不夠大，特殊要求的絕熱技術(shù)尚未解決，磁致冷過程中的熱交換速度不夠快，室溫磁致冷材料的研究處于最艱難的階段，不論在現(xiàn)有材料的理論機(jī)理、研究開發(fā)、應(yīng)用器件等均很難滿足居里點(diǎn)通過成份變化大范圍可調(diào)、同時保持大的磁熵變這一實(shí)用化磁致冷材料的基本要求。

發(fā)明內(nèi)容
本申請人針對上述的問題，進(jìn)行了研究改進(jìn)，提供一種磁致冷大塊非晶合金材料及其制造方法，可以在普通的鑄造條件下，制造出具優(yōu)異磁致冷能力的磁致冷大塊非晶合金材料。為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案一種磁致冷大塊非晶合金材料，組成非晶合金化學(xué)成分原子百分比為Gd :34 40% ；Dy :16 22% ；A1 :20 24% ；Co :15 20%?！N磁致冷大塊非晶合金材料的制造方法，包括下列步驟A、取Gd、Dy、Al、Co (原子百分比)的材料，在鈦錠保護(hù)的氬氣氣氛下電弧熔煉制成母合金，母合金需熔煉4次，以保證母合金均勻；B、取適量的母合金材料放置于帶噴嘴的石英管中，在惰性氣氛下經(jīng)感應(yīng)爐重新熔化
C、將母合金熔體用適當(dāng)壓力的惰性氣體噴射到石英管下面的水冷銅模中，制成成品;D、檢驗(yàn)入庫。本發(fā)明的技術(shù)效果在于本發(fā)明公開的一種磁致冷大塊非晶合金材料及其制造方法，通過添加Dy，改善大塊非晶的磁致冷性能，不降低該合金的非晶形成能力；磁致冷大塊非晶合金材料磁熵變和磁致冷性能有較大提高；在相同磁熵變和致冷能力水半下，降低材料成本。


圖I為本發(fā)明的制造工藝流程圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實(shí)施方式
作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。實(shí)施例I—種磁致冷大塊非晶合金材料GdltlDy16Al24Co2tl由下列非晶合金化學(xué)成分(原子百分比)構(gòu)成Gd 40% ；Dy 16% ；A1 24% ；Co :20%。制造工藝步驟如下(如圖I)I、取上述非晶合金化學(xué)成分(原子百分比)的材料，在鈦錠保護(hù)的氬氣氣氛下電弧熔煉制成母合金，母合金需熔煉4次，以保證母合金均勻；2、取適量的母合金材料放置于帶噴嘴的石英管中，在惰性氣氛下經(jīng)感應(yīng)爐重新熔化3、將母合金熔體用適當(dāng)壓力的惰性氣體噴射到石英管下面的水冷銅模中，制成成品;4、檢驗(yàn)入庫。實(shí)施例2—種磁致冷大塊非晶合金材料Gd36Dy2tlAl24Co2tl由下列非晶合金化學(xué)成分(原子百分比)構(gòu)成Gd 36% ；Dy 20% ；A1 24% ；Co :20%。制造工藝步驟如下(如圖I)I、取上述非晶合金化學(xué)成分(原子百分比)的材料，在鈦錠保護(hù)的氬氣氣氛下電弧熔煉制成母合金，母合金需熔煉4次，以保證母合金均勻；2、取適量的母合金材料放置于帶噴嘴的石英管中，在惰性氣氛下經(jīng)感應(yīng)爐重新熔化3、將母合金熔體用適當(dāng)壓力的惰性氣體噴射到石英管下而的水冷銅模中，制成成品;4、檢驗(yàn)入庫。實(shí)施例3—種磁致冷大塊非晶合金材料Gd31Dy22Al24Co2tl由下列非晶合金化學(xué)成分(原子百分比)構(gòu)成Gd 34% ；Dy 22% ；A1 24% ；Co :20%。制造工藝步驟如下(如圖I)
I、取上述非晶合金化學(xué)成分(原子百分比)的材料，在鈦錠保護(hù)的氬氣氣氛下電弧熔煉制成母合金，母合金需熔煉4次，以保證母合金均勻；2、取適量的母合金材料放置于帶噴嘴的石英管中，在惰性氣氛下經(jīng)感應(yīng)爐重新熔化3、將母合金熔體用適當(dāng)壓力的惰性氣體噴射到石英管下面的水冷銅模中，制成成品;4、檢驗(yàn)入庫。將合金成分為Gd4tlDy16Al24Co2tl、Gd34Dy22Al24Co2tl的母合金燒鑄成直徑為2mm的圓棒, 將合金成分為Gd36Dy2tlAl24Co2tl的母合金燒鑄成直徑為3_的圓棒，檢測結(jié)果如下表產(chǎn)品技術(shù)參數(shù)表
權(quán)利要求
1.一種磁致冷大塊非晶合金材料，其特征在于組成非晶合金化學(xué)成分原子百分比為Gd :34 40% ；Dy :16 22% ；A1 :20 24% ；Co :15 20%。
2.按照權(quán)利要求I所述的磁致冷大塊非晶合金材料的制造方法，其特征在于包括下列步驟A、取Gd、Dy、Al、Co(原子百分比)的材料，在鈦錠保護(hù)的氬氣氣氛下電弧熔煉制成母合金，母合金需熔煉4次，以保證母合金均勻；B、取適量的母合金材料放置于帶噴嘴的石英管中，在惰性氣氛下經(jīng)感應(yīng)爐重新熔化C、將母合金熔體用適當(dāng)壓力的惰性氣體噴射到石英管下面的水冷銅模中，制成成品；D、檢驗(yàn)入庫。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種磁致冷大塊非晶合金材料及其制造方法，其特征在于組成非晶合金化學(xué)成分原子百分比為Gd34～40％；Dy16～22％；Al20～24％；Co15～20％。本發(fā)明公開的一種磁致冷大塊非晶合金材料及其制造方法，通過添加Dy，改善大塊非晶的磁致冷性能，不降低該合金的非晶形成能力；磁致冷大塊非晶合金材料磁熵變和磁致冷性能有較大提高；在相同磁熵變和致冷能力水平下，降低材料成本。
文檔編號C22C45/00GK102605298SQ20111002093
公開日2012年7月25日 申請日期2011年1月19日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月19日
發(fā)明者俞保文, 朱錫東, 錢加軍 申請人:宜興市寶登合金有限公司