按年份
本发明公开了一种磁制冷材料及其制备方法和应用,属于低温磁制冷材料技术领域;本发明提供的磁制冷材料的分子式为Eu3B2O6;所述磁制冷材料为单相多晶材料,属六方晶系,空间群为R‑3c(167)。本发明提供的磁制冷材料具有优异的巨磁热效应,其相变温度为8K,在0‑1T、0‑2T和0‑5T磁场变化下的最大磁熵变分别≤13.0J·kg‑1·K‑1、22.0J·kg‑1·K‑1和38.6J·kg‑1·K‑1;另外,本发明提供的磁制冷材料的制备方法工艺简单、能耗较低、原料价格低廉且污染较小,适用于工业化生产;同时,本发明磁制冷材料在低应用磁场下具有优异的磁热性能,所述磁场利用常规的商业NdFeB永磁体即可获得,无需使用结构复杂、价格昂贵的超导磁体,具有良好的应用前景。
技术功效
[0031]第一:本发明提供的磁制冷材料具有优异的巨磁热效应,其相变温度为8K,在0-5T磁场变化下的最大磁熵变≤38.6J·kg-1·K-1;在0-2T磁场变化下的最大磁熵变≤22.0J·kg-1·K-1;在0-1T磁场变化下的最大磁熵变≤13.0J·kg-1·K-1;相较于现有技术中公开的相变温度与本发明接近的材料,比如Ceramics International 47(2021)18205-18212公开的Gd2CuMnO6,其相变温度为7.5K左右,在0-2T磁场变化下的最大磁熵变为1.33J·kg-1·K-1、CN106978576B公开的Er57Ni19Al24,其相变温度为9.9K,在0-2T磁场变化下的最大磁熵变为20.5J·kg-1·K-1、Ceramics International 47(2021)6290-6297公开的Dy2FeAlO6,其相变温度在7.8K左右,在0-2T磁场变化下的最大磁熵变为2.8J·kg-1·K-1,从数据的比较中可以明显看出本发明提供的磁制冷材料表现出了明显的巨磁热效应;
[0032]第二:本发明提供的磁制冷材料的制备方法采用固相合成法,制备工艺简单、能耗较低;同时,使用的原料Eu2O3、H3BO3的价格低廉,相较于其他类似材料所需的稀土氧化物,如Gd2O3、Tb2O3、Dy2O3、Ho2O3、Er2O3等,成本优势显著;此外,使用的H3BO3为弱酸,对环境污染小,符合国家绿色发展理念;即本发明提供的制备方法适合工业化大规模生产;
[0033]第三:本发明磁制冷材料在低应用磁场下具有优异的磁热性能,尤其是在低驱动场下(≤1.5T),所述磁场利用常规的商业NdFeB永磁体即可获得,无需使用结构复杂、价格昂贵的超导磁体,具有良好的应用前景;能够广泛的应用于低温物理研究、空间探测和航空航天等前沿领域,促进磁制冷技术的发展,有利于推动稀土资源的高附加值利用。
技术领域
[0001]本发明属于低温磁制冷材料技术领域,尤其涉及一种磁制冷材料及其制备方法和应用。