[发明专利]稀土钴镍基低温非晶磁制冷材料及其制备方法

权利要求书

1.一种稀土钴镍基低温非晶磁制冷材料，其特征在于:所述稀土钴镍基低温非晶磁制冷材料的化学通式为：(Ho_aEr_bTm_c)₆₀Co_xNi_y，其中，a为0～1，b为0～1，c为0～1，且a+b+c＝1；x为14～28，y为12～26，且x+y＝40，其中，Ho、Er和Tm中的任何一种稀土金属作为原料的称取量为原料配比的化学计算理论用量的102～104％。

2.根据权利要求1所述稀土钴镍基低温非晶磁制冷材料，其特征在于：在磁感应强度为0～7T的磁场变化下，所述稀土钴镍基低温非晶磁制冷材料的磁转变温度5～27K，其最大磁熵变为15.6～23.7J/kgK，其磁制冷能力为350～880J/kg。

3.根据权利要求1或2所述稀土钴镍基低温非晶磁制冷材料，其特征在于：所述稀土钴镍基低温非晶磁制冷材料的玻璃转变温度为580～630K，其晶化温度为630～690K，其冷液相区温度宽度为37～61K。

4.一种稀土钴镍基低温非晶磁制冷材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，配料：

按制备稀土钴镍基低温非晶磁制冷材料的原料成分配比，分别称取稀土RE、Co和Ni作为原料，其中RE为Ho、Er和Tm中的任意一种稀土金属或任意几种稀土金属，且Ho、Er和Tm中的任何一种稀土金属作为原料的称取量为原料配比的化学计算理论用量的102～104％，且待制备的所述稀土钴镍基低温非晶磁制冷材料的化学通式为：(Ho_aEr_bTm_c)₆₀Co_xNi_y，其中，a为0～1，b为0～1，c为0～1，且a+b+c＝1；x为14～28，y为12～26，且x+y＝40；

步骤2，熔炼和凝固制备合金铸锭：

(1)将在所述步骤1中称量好的各原料混合，并置入熔炼装置的熔炼室中，使熔炼室处于惰性气体条件下，并控制惰性气体压力为0.82～0.90个标准大气压，对各原料的混合物进行熔炼，直至原料完全融化，形成金属熔体，并将金属熔体保温25～35s，然后使金属熔体自然冷却至室温凝固，制得块状的(Ho_aEr_bTm_c)₆₀Co_xNi_y；

(2)将在所述步骤(1)中制得的块状(Ho_aEr_bTm_c)₆₀Co_xNi_y翻转后，再次将块状(Ho_aEr_bTm_c)₆₀Co_xNi_y在熔炼装置的熔炼室内加热至完全熔化，得到金属熔体，并在继续加热10～25s后停止加热，然后使金属熔体自然冷却至室温凝固；

(3)再重复所述步骤(2)的熔炼和凝固制备合金铸锭过程至少两次，将块状的(Ho_aEr_bTm_c)₆₀Co_xNi_y反复熔炼并凝固，制得成分均匀的(Ho_aEr_bTm_c)₆₀Co_xNi_y合金铸锭；

步骤3，合金铸锭破碎：

将在所述步骤2中制备的(Ho_aEr_bTm_c)₆₀Co_xNi_y合金铸锭表面清理干净后，再将其破碎成小块的(Ho_aEr_bTm_c)₆₀Co_xNi_y合金铸锭；

步骤4，甩带制备稀土钴镍基低温非晶磁制冷材料：

采用感应熔炼甩带装置，将在所述步骤3中制备的小块的(Ho_aEr_bTm_c)₆₀Co_xNi_y合金铸锭放入感应熔炼甩带装置的熔炼室内，使熔炼室处于惰性气体条件下，且保持惰性气体压力为0.75～0.85个标准大气压；然后设置熔炼温度对小块的(Ho_aEr_bTm_c)₆₀Co_xNi_y合金铸锭进行重熔，使小块的(Ho_aEr_bTm_c)₆₀Co_xNi_y合金铸锭完全熔化为金属液，并保温20～35s后，开始甩带金属液，并在甩带过程中设置铜棍切向线速度为25～35m/s，且保持熔炼室内外压力差为0.08～0.09MPa，最终制得稀土钴镍基低温非晶磁制冷材料。