CN117178043A - 磁性蓄冷材料粒子、蓄冷器、冷冻机、低温泵、超导磁铁、核磁共振成像装置、核磁共振装置、磁场施加式单晶提拉装置及氦再冷凝装置 - Google Patents

磁性蓄冷材料粒子、蓄冷器、冷冻机、低温泵、超导磁铁、核磁共振成像装置、核磁共振装置、磁场施加式单晶提拉装置及氦再冷凝装置 Download PDF

Info

Publication number
CN117178043A
CN117178043A CN202280029831.4A CN202280029831A CN117178043A CN 117178043 A CN117178043 A CN 117178043A CN 202280029831 A CN202280029831 A CN 202280029831A CN 117178043 A CN117178043 A CN 117178043A
Authority
CN
China
Prior art keywords
cold storage
magnetic
material particles
storage material
regenerator
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202280029831.4A
Other languages
English (en)
Inventor
河本崇博
碓井大地
平松亮介
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Toshiba Materials Co Ltd
Original Assignee
Toshiba Corp
Toshiba Materials Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp, Toshiba Materials Co Ltd filed Critical Toshiba Corp
Publication of CN117178043A publication Critical patent/CN117178043A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B9/00—Compression machines, plants or systems, in which the refrigerant is air or other gas of low boiling point
    • F25B9/002—Compression machines, plants or systems, in which the refrigerant is air or other gas of low boiling point characterised by the refrigerant
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/05—Detecting, measuring or recording for diagnosis by means of electric currents or magnetic fields; Measuring using microwaves or radio waves 
    • A61B5/055—Detecting, measuring or recording for diagnosis by means of electric currents or magnetic fields; Measuring using microwaves or radio waves  involving electronic [EMR] or nuclear [NMR] magnetic resonance, e.g. magnetic resonance imaging
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K5/00—Heat-transfer, heat-exchange or heat-storage materials, e.g. refrigerants; Materials for the production of heat or cold by chemical reactions other than by combustion
    • C09K5/08—Materials not undergoing a change of physical state when used
    • C09K5/14—Solid materials, e.g. powdery or granular
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B9/00—Compression machines, plants or systems, in which the refrigerant is air or other gas of low boiling point
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B9/00—Compression machines, plants or systems, in which the refrigerant is air or other gas of low boiling point
    • F25B9/10—Compression machines, plants or systems, in which the refrigerant is air or other gas of low boiling point with several cooling stages
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N24/00—Investigating or analyzing materials by the use of nuclear magnetic resonance, electron paramagnetic resonance or other spin effects
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/20—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance
    • G01R33/28—Details of apparatus provided for in groups G01R33/44 - G01R33/64
    • G01R33/38—Systems for generation, homogenisation or stabilisation of the main or gradient magnetic field
    • G01R33/3804—Additional hardware for cooling or heating of the magnet assembly, for housing a cooled or heated part of the magnet assembly or for temperature control of the magnet assembly
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F1/00—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
    • H01F1/01—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
    • H01F1/012—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials adapted for magnetic entropy change by magnetocaloric effect, e.g. used as magnetic refrigerating material
    • H01F1/015—Metals or alloys
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F6/00—Superconducting magnets; Superconducting coils
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F6/00—Superconducting magnets; Superconducting coils
    • H01F6/04—Cooling
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2400/00—General features or devices for refrigeration machines, plants or systems, combined heating and refrigeration systems or heat-pump systems, i.e. not limited to a particular subgroup of F25B
    • F25B2400/24—Storage receiver heat
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B9/00—Compression machines, plants or systems, in which the refrigerant is air or other gas of low boiling point
    • F25B9/14—Compression machines, plants or systems, in which the refrigerant is air or other gas of low boiling point characterised by the cycle used, e.g. Stirling cycle
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/20—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables involving magnetic resonance
    • G01R33/28—Details of apparatus provided for in groups G01R33/44 - G01R33/64
    • G01R33/38—Systems for generation, homogenisation or stabilisation of the main or gradient magnetic field
    • G01R33/381—Systems for generation, homogenisation or stabilisation of the main or gradient magnetic field using electromagnets
    • G01R33/3815—Systems for generation, homogenisation or stabilisation of the main or gradient magnetic field using electromagnets with superconducting coils, e.g. power supply therefor
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B30/00—Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Radiology & Medical Imaging (AREA)
  • Containers, Films, And Cooling For Superconductive Devices (AREA)
  • Hard Magnetic Materials (AREA)
  • Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)

Abstract

本发明提供在极低温的温度域中即使因冷冻机的工作而施加长时间的振动而破损率也少的磁性蓄冷材料粒子、通过具备该磁性蓄冷材料粒子即使长时间驱动而冷冻性能也不会降低的蓄冷器、冷冻机、及具备该冷冻机的超导磁铁等装置。实施方式的磁性蓄冷材料粒子由包含稀土类元素的金属间化合物形成，并且，其截面中存在的空隙的面积的比例为0.0001％以上且15％以下。实施方式的蓄冷器、冷冻机、及具备该冷冻机的超导磁铁等装置具备实施方式的磁性蓄冷材料粒子。

Description

磁性蓄冷材料粒子、蓄冷器、冷冻机、低温泵、超导磁铁、核磁 共振成像装置、核磁共振装置、磁场施加式单晶提拉装置及氦 再冷凝装置
技术领域
本发明的实施方式涉及磁性蓄冷材料粒子、蓄冷器、冷冻机、低温泵、超导磁铁、核磁共振成像(MRI)装置、核磁共振装置、磁场施加式单晶提拉装置、及氦再冷凝装置。
背景技术
近年来，超导技术的发展显著，伴随着其应用领域扩大，高性能并且可靠性高的极低温冷冻机的开发变得不可或缺。所述极低温冷冻机被要求长时间发挥高的热效率。
在极低温冷冻机中，将多种蓄冷材料收纳到蓄冷器中。例如，通过在蓄冷材料与在蓄冷器中经过的氦气之间进行换热，从而产生寒冷。例如在超导MRI装置、低温泵等中，使用采用吉福特-麦克马洪(GM)方式、斯特林方式、或脉冲管方式等冷冻循环的冷冻机。
此外，在磁悬浮列车中也由于使用超导磁铁来产生磁力，因此被视为需要高性能的冷冻机。进而，最近，在超导电力贮藏装置(SMES)及制造高品质的硅晶片等的磁场施加式单晶提拉装置等中也使用了高性能的冷冻机。进而期待高可靠性的脉冲管冷冻机的开发及实用化也在积极地开展。
此外，在上述那样的超导磁铁、MRI装置等中，由于所使用的液氦蒸发，因此液氦的补给成为问题。近年来，氦的枯竭问题深刻化，产生获得困难的状态，对产业界造成影响。
为了降低该液氦的消耗量、减轻补给等维护的负荷，将蒸发的氦再冷凝的氦再冷凝装置被实用化，需求提高。在该氦再冷凝装置中，也为了将氦液化，为了将温度冷却至4K水平而使用了GM式冷冻机或脉冲管式冷冻机。
此外，为了在除氦以外的气体的液化或液化气体的保存时防止蒸发，可以使用GM式冷冻机或脉冲管式冷冻机。除氦以外的气体例如为氢。液化氢的沸点由于为约20K，因此如果将温度保持在20K以下就能够降低液化氢的蒸发。
在搭载蓄冷材料的冷冻机中，在收纳有蓄冷材料的蓄冷器内经压缩的氦(He)气等工作介质沿一个方向流动，并将其热能供给至蓄冷材料。然后，在蓄冷器内膨胀的工作介质沿相反方向流动，从蓄冷材料接收热能。随着这个过程中的回热效果变得良好，工作介质循环中的热效率提高，变得能够实现更低的温度。
这里搭载于蓄冷器中的蓄冷材料的每单位体积的比热越高，则蓄冷材料可蓄积的热能越增加，因此冷冻机的冷冻能力越提高。因此，优选在蓄冷器的低温侧搭载在低温下具有高比热的蓄冷材料、在高温侧搭载在高温下具有高比热的蓄冷材料。
蓄冷材料依赖于其组成，在特定的温度域中显示出高的体积比热。因此，通过将在作为目标的温度区域中显示出高的体积比热的不同组成的蓄冷材料组合，从而蓄冷能力提高，冷冻机的冷冻能力提高。
在迄今为止的冷冻机中，通过将高温侧的铅(Pb)、铋(Bi)或锡(Sn)等金属系蓄冷材料与20K以下的低温侧的Er3Ni、ErNi、HoCu2等金属系磁性蓄冷材料组合，可实现4K下的冷冻。此外，有时也将Gd2O2S等非金属系的磁性蓄冷材料与上述金属系磁性蓄冷材料组合而使用。
近年来，还开发了使用高温超导线材的超导设备。研究了这些设备在10K～30K下的运转。对于在这些温度下运转的冷冻机，优选使用在10K～30K下显示出高的体积比热的蓄冷材料。
在将冷冻机应用于超导设备或液化气体的蒸发防止时，要求冷冻机长时间发挥高的热效率。在蓄冷材料与工作物质进行换热的循环中，对蓄冷材料施加机械振动。因此，在冷冻机工作中，对于蓄冷材料在冷冻机的工作温度下施加常时振动。若因该振动而破损的蓄冷材料的量达到一定以上，则氦(He)气等工作介质的流动变差，热效率降低。在蓄冷材料的破损显著的情况下，He气等工作介质变得不流动，冷冻机停止。
因此，为了提高冷冻机的长期可靠性，要求蓄冷材料即使在冷冻机工作的温度下长时间施加振动，破坏的量也为一定量以下。冷冻机工作的温度例如就使用低温超导线材的MRI而言为液氦温度(约4K)，就使用高温超导线材的设备而言为10～30K左右，就液化氢的冷却而言为液化氢温度(约20K)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2003-73661号公报
专利文献2：国际公开96/006315号
专利文献3：国际公开2014/057657号
发明内容
发明所要解决的课题
本发明所要解决的课题在于提供即使在极低温下施加长时间振动而破损率也少的磁性蓄冷材料粒子，及提供通过具备该磁性蓄冷材料粒子即使长时间驱动而冷冻性能也不会降低的蓄冷器。
用于解决课题的手段
实施方式的磁性蓄冷材料粒子的特征在于，其由RMz(R表示选自Y、La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm及Yb中的至少1种稀土类元素，M表示选自Ni、Co、Cu、Ag、Si、Ga、Bi、Al及Ru中的至少1种金属元素，z为0.001～9.0的范围的数)所表示的包含稀土类元素的金属间化合物形成，并且，其截面中存在的空隙的面积的比例为0.0001％以上且15％以下。
实施方式的蓄冷器的特征在于，搭载于该蓄冷器中的RMz所表示的包含稀土类元素的磁性蓄冷材料粒子内，截面中存在的空隙的面积的比例为0.0001％以上且15％以下的磁性蓄冷材料粒子的比例为70％以上。
附图说明
图1是表示第1实施方式的磁性蓄冷材料粒子及第3实施方式的冷冻机的要部构成的示意截面图。
图2是表示第4实施方式的低温泵的概略构成的截面图。
图3是表示第5实施方式的超导磁铁的概略构成的立体图。
图4是表示第6实施方式的核磁共振成像装置的概略构成的截面图。
图5是表示第7实施方式的核磁共振装置的概略构成的截面图。
图6是表示第8实施方式的磁场施加式单晶提拉装置的概略构成的立体图。
图7是表示第9实施方式的氦再冷凝装置的概略构成的立体图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。需要说明的是，在以下的说明中，对同一或类似的构件等标注同一符号，对于一度说明过的构件等有时适当省略其说明。
本说明书中，极低温例如为30K以下的温度域。在30K以下的温度域中超导设备能够工作，能够进行氦或氢的液化。
(第1实施方式)
第1实施方式的磁性蓄冷材料粒子由RMz(R表示选自Y、La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm及Yb中的至少1种稀土类元素，M表示选自Ni、Co、Cu、Ga、Bi、Ag、Si、Al及Ru中的至少1种金属元素，z为0.001～9.0的范围的数)所表示的包含稀土类元素的金属间化合物形成。
第1实施方式的磁性蓄冷材料粒子在其截面中存在的空隙所占的面积的比例为0.0001％以上且15％以下。
第1实施方式的磁性蓄冷材料粒子截面的面积、及截面中存在的空隙所占的面积可以通过光学显微镜图像或扫描电子显微镜(SEM)图像的图像解析来求出。在SEM图像的图像解析中，使用反射电子像的图像。作为图像解析软件，例如可以使用ImageJ。
可以根据反射电子像的亮度，从图像中提取与空隙相对应的区域和与蓄冷材料粒子的空隙以外相对应的区域。在提取对应的区域时，例如将亮度进行二值化。例如通过肉眼将所提取的区域与原来的图像进行比较，在空隙明显未被适宜提取的情况下，调整二值化条件后评价粒子截面和空隙的面积。
在观察第1实施方式的磁性蓄冷材料粒子的截面时，优选使用使磁性蓄冷材料粒子浸渗于树脂中后通过离子铣削进行研磨、从而使截面暴露的试样。此时，若使用研磨纸进行研磨，则在蓄冷材料中弱强度的部分脱落，因此无法准确地评价空隙。因此，优选通过不易引起脱落的离子铣削来进行研磨。
使截面暴露的试样使用光学显微镜或扫描电子显微镜(SEM)来观察截面。此时，优选通过将SEM的二次电子像与反射电子像进行比较而将附着于测定面的垃圾除外来确定空隙。
此外，设定为评价对象的磁性蓄冷材料粒子优选选择粒子截面的当量圆直径落入粒子的粒度分布的中央值±10％的粒子来观察空隙。截面的当量圆直径脱离粒度分布的中央值±10％的范围的粒子意味着其截面脱离粒子中央部，有可能无法准确地评价粒子中存在的空隙的比例。
磁性蓄冷材料粒子的粒度分布可以通过评价相当于在磁性蓄冷材料粒子的光学显微镜图像或扫描电子显微镜图像(SEM图像)等图像中观察到的图形的面积的正圆的直径的分布来进行测定。在评价直径的分布时，例如优选评价50个以上的粒子的直径。
第1实施方式的磁性蓄冷材料粒子中包含的元素的检测、及元素的原子浓度的测定例如也可以使磁性蓄冷材料粒子溶解于液体中，使用电感耦合等离子体发光分光分析(Inductively Coupled Plasma Atomic Emission Spectroscopy：ICP-AES)来进行。此外，也可以使用能量色散型X射线分光法(EDX)或波长分散型X射线分析法(WDX)来进行。
此外，作为第1实施方式的磁性蓄冷材料粒子的粒径为50μm以上且3mm以下。磁性蓄冷材料粒子的长宽比例如为1以上且5以下。磁性蓄冷材料粒子的长宽比是磁性蓄冷材料粒子的长径相对于短径之比。磁性蓄冷材料粒子的形状例如为球状。
磁性蓄冷材料粒子的粒径为当量圆直径。当量圆直径为相当于在磁性蓄冷材料粒子的光学显微镜图像或扫描电子显微镜图像(SEM图像)等图像中观察到的图形的面积的正圆的直径。磁性蓄冷材料粒子的粒径例如可以通过光学显微镜图像或SEM图像的图像解析来求出。
第1实施方式的磁性蓄冷材料粒子的制造方法没有特别限定，可以适用各种制造方法。例如可以适用将规定组成的母体合金的熔液通过离心喷雾法、等离子体旋转电极法、气体雾化法、旋转电极等而骤冷凝固并粒体化的方法。
母体合金可以通过将原料通过高频熔化法等制成熔液并浇注到模中来制造。此外，例如可以通过将原料粉末混合而制备原料混合体，并将所得到的原料混合体进行成形、在真空炉中烧结来制造。进而，例如通过进行制造条件的最优化或倾斜振动法那样的形状分级，能够得到长宽比为1以上且5以下的磁性蓄冷材料粒子。
此外，通过进行制造条件的最优化、倾斜振动法那样的形状分级，在将磁性蓄冷材料粒子的投影图像的周长设定为L，将投影图像的实际面积设定为A时，能够将4πA/L2所表示的圆形度R设定为超过0.4的值。
可以通过对所得到的磁性蓄冷材料粒子实施加压热处理来制造第一实施方式的磁性蓄冷材料粒子。在加压热处理中，可以通过控制对试样施加的压力和热处理温度来控制空隙。在加压热处理中使用HIP法的情况下，可以通过控制气体压力和烧结温度来控制空隙。HIP处理例如在不活泼气体的加压气氛中进行。不活泼气体可以使用氩或氮。气体压力例如为1MPa以上且200MPa以下。热处理温度例如为500℃以上且2000℃以下。热处理温度根据试样的熔点来调整。热处理时间例如为1小时以上且48小时以下。
接着，对第1实施方式的磁性蓄冷材料粒子的作用及效果进行说明。
就极低温冷冻机而言，在蓄冷器中填充蓄冷材料粒子的作业一般在室温下进行。因此，即使是在室温下结实地装入蓄冷器内的情况下，若设定为极低温环境，则也会因热收缩而在蓄冷材料粒子间或蓄冷材料粒子与蓄冷器间空隙增加，填充性发生变化。若蓄冷材料粒子间的空隙增加，则有时蓄冷材料粒子在蓄冷器内部移动，产生粒子彼此碰撞等晃荡。若以产生了晃荡的状态将冷冻机运转，则因运转时的振动及蓄冷器内部的作业气体的往复动作而在蓄冷材料粒子中产生磨损、裂纹，造成冷冻性能的降低。
蓄冷材料粒子的热膨胀系数越小，则越抑制极低温环境下的因蓄冷材料粒子间的热收缩而产生空隙，蓄冷材料粒子的蓄冷器内的填充性稳定，引起晃荡的频率降低。由此，冷冻机的运转中的蓄冷材料粒子的磨损、裂纹的产生频率降低，能够使冷冻机的冷冻性能长时间稳定。
实施方式的磁性蓄冷材料粒子中存在的空隙的面积比例为0.0001％以上，优选为0.0005％以上，进一步优选为0.001％以上。在空隙的面积比例为0.0001％以上的情况下，粒子内存在的空隙将粒子的收缩吸收，与空隙的面积比例小于0.0001％的蓄冷材料粒子的热收缩相比，蓄冷材料粒子的热收缩变小，抑制极低温环境下的填充性的变化，晃荡的产生频率降低。由此，即使将冷冻机长时间运转，磁性蓄冷材料粒子的磨损、裂纹的产生频率也降低，能够保证冷冻性能。
实施方式的磁性蓄冷材料粒子中存在的空隙的面积比例为15％以下，优选为10％以下。若磁性蓄冷材料粒子内存在的空隙的量变多，则存在磁性蓄冷材料粒子的强度降低的倾向，但在空隙的面积比例为15％以下的情况下，由于因填充性的变化而引起的晃荡降低，因此由伴随冷冻机的运转的振动产生的磁性蓄冷材料粒子的破坏量减少，能够长时间维持冷冻机性能。
第1实施方式的磁性蓄冷材料粒子的粒径优选为50μm以上且3mm以下。更优选为1mm以下，进一步优选为500μm以下。在磁性蓄冷材料粒子的粒径为50μm以上的情况下，蓄冷器中的磁性蓄冷材料粒子的填充密度变低，氦等工作介质的压力损耗降低，冷冻机的冷冻性能提高。另一方面，通过磁性蓄冷材料粒子的粒径为3mm以下，从磁性蓄冷材料粒子表面至粒子中心部为止的距离变短，工作介质与磁性蓄冷材料粒子间的传热变得容易传导至蓄冷材料中心部，冷冻机的冷冻性能提高。
实施方式的磁性蓄冷材料粒子的长宽比优选为5以下，更优选为2以下。通过磁性蓄冷材料粒子的长宽比为5以下，将磁性蓄冷材料粒子填充到蓄冷器中时的空隙变得均匀，冷冻机的冷冻性能提高。
实施方式的磁性蓄冷材料粒子的圆形度R优选超过0.4，更优选为0.6以上。若磁性蓄冷材料粒子的圆形度R接近1，则形状接近球，将磁性蓄冷材料粒子填充到蓄冷器中时的空隙变得均匀，填充性稳定，从而冷冻机的冷冻性能提高。
(第2实施方式)
第2实施方式的蓄冷器是填充有多个单一或多种蓄冷材料粒子的蓄冷器。第2实施方式的蓄冷器填充有多个上述RMz所表示的磁性蓄冷材料粒子，上述RMz所表示的磁性蓄冷材料粒子内，第1实施方式的磁性蓄冷材料粒子所占的比例为70％以上。此外，第2实施方式的蓄冷器例如在将填充于蓄冷器中的第1实施方式的磁性蓄冷材料粒子的投影图像的周长设定为L，将投影图像的实际面积设定为A时，4πA/L2所表示的圆形度R为0.4以下的磁性蓄冷材料粒子的比率为15％以下。
填充于第2实施方式的蓄冷器中的RMz所表示的磁性蓄冷材料粒子内，第1实施方式的磁性蓄冷材料粒子的比例低于70％的情况下，第1实施方式的磁性蓄冷材料粒子的贡献减少，因此无法降低极低温环境下的晃荡的产生频率。第1实施方式的磁性蓄冷材料粒子的比例为70％以上，优选为80％以上，更优选为90％以上，进一步优选为100％。搭载于蓄冷器中的第1实施方式的磁性蓄冷材料粒子的比例可以通过从搭载于蓄冷器中的RMz所表示的磁性蓄冷材料粒子中取出一定数量的粒子，对这些粒子的截面进行观察，算出空隙的面积比例为0.0001％以上且15％以下的粒子的比例来求出。此时，0.0001％以上且15％以下的粒子的空隙的面积比例的平均值为搭载于上述蓄冷器中的第1实施方式的磁性蓄冷材料粒子的空隙的面积比例。在评价第1实施方式的磁性蓄冷材料粒子的比例时，例如优选观察10个以上的粒子的截面来进行评价。
磁性蓄冷材料粒子的圆形度R可以通过用光学显微镜对多个磁性蓄冷材料粒子的形状进行图像处理来求出。圆形度R为0.4以下的磁性蓄冷材料粒子表示在表面存在凹凸等的形状。若将这样的磁性蓄冷材料粒子在RMz所表示的磁性蓄冷材料粒子内超过15％地填充到蓄冷器中，则在蓄冷器中，磁性蓄冷材料粒子所形成的空隙率变得不均匀，此外填充性成为不稳定的状态，因此即使是使用作为第一实施方式的磁性蓄冷材料粒子的情况下，也在极低温下产生晃荡，使长期运转时的冷冻机的冷冻性能、长期可靠性降低。圆形度R为0.4以下的磁性蓄冷材料粒子优选为15％以下，进一步优选为10％以下。进一步优选为5％以下，更优选为2％以下，进一步优选为0％。在评价圆形度R为0.4以下的磁性蓄冷材料粒子的比例时，例如优选评价50个以上的粒子。
(第3实施方式)
第3实施方式的冷冻机是具备填充有多个第1实施方式的磁性蓄冷材料粒子的第2实施方式的蓄冷器的冷冻机。以下，关于与第1实施方式、及第2实施方式重复的内容，省略一部分记述。
图1是表示具备填充有多个第1实施方式的磁性蓄冷材料粒子的第2实施方式的蓄冷器的第3实施方式的冷冻机的要部构成的示意截面图。第3实施方式的冷冻机是超导设备等的冷却中使用的2段式的蓄冷型极低温冷冻机100。
蓄冷型极低温冷冻机100具备第1汽缸111、第2汽缸112、真空容器113、第1蓄冷器114、第2蓄冷器115、第1密封环116、第2密封环117、第1蓄冷材料118、第2蓄冷材料119、第1膨胀室120、第2膨胀室121、第1冷却台122、第2冷却台123、压缩机124。
蓄冷型极低温冷冻机100具有设置有大径的第1汽缸111和与第1汽缸111同轴地连接的小径的第2汽缸112的真空容器113。在第1汽缸111中往返运动自如地配置有第1蓄冷器114。在第2汽缸112中，往复运动自如地配置有作为第2实施方式的蓄冷器的一个例子的第2蓄冷器115。
在第1汽缸111与第1蓄冷器114之间，配置有第1密封环116。在第2汽缸112与第2蓄冷器115之间，配置有第2密封环117。
在第1蓄冷器114中，例如收纳有Cu网等第1蓄冷材料118。在第2蓄冷器115中，收纳有第2蓄冷材料119。
第1蓄冷器114及第2蓄冷器115分别具有设置于第1蓄冷材料118或第2蓄冷材料119的间隙等中的工作介质的通路。工作介质为氦气。
在第1蓄冷器114与第2蓄冷器115之间，设置有第1膨胀室120。此外，在第2蓄冷器115与第2汽缸112的前端壁之间，设置有第2膨胀室121。而且，在第1膨胀室120的底部设置有第1冷却台122。此外，在第2膨胀室121的底部形成有比第1冷却台122低温的第2冷却台123。
对于上述的2段式的蓄冷型极低温冷冻机100，从压缩机124供给高压的工作介质。所供给的工作介质通过收纳于第1蓄冷器114中的第1蓄冷材料118间而到达至第1膨胀室120。然后，通过收纳于第2蓄冷器115中的第2蓄冷材料119间而到达至第2膨胀室121。
此时，工作介质对第1蓄冷材料118及第2蓄冷材料119供给热能而被冷却。在第1蓄冷材料118及第2蓄冷材料119之间通过后的工作介质在第1膨胀室120及第2膨胀室121中膨胀而产生寒冷。然后，第1冷却台122及第2冷却台123被冷却。
膨胀后的工作介质在第1蓄冷材料118及第2蓄冷材料119之间沿相反方向流动。工作介质从第1蓄冷材料118及第2蓄冷材料119接受热能后被排出。按照在这个过程中随着回热效果变得良好而工作介质循环的热效率提高、实现更进一步低的温度的方式构成蓄冷型极低温冷冻机100。
第3实施方式的冷冻机所具备的蓄冷器中，第2蓄冷器115为第2实施方式的蓄冷器，作为第2蓄冷材料119，作为至少一部分而收纳有多个第1实施方式的磁性蓄冷材料粒子。第1实施方式的多个磁性蓄冷材料粒子在将磁性蓄冷材料粒子各自的投影图像的周围长设定为L，将上述投影图像的实际面积设定为A时，4πA/L2所表示的圆形度R为0.4以下的粒子优选为15％以下。
在第3实施方式中，第2实施方式的蓄冷器例如也可以具备不同种类的蓄冷材料的多个蓄冷材料填充层。上述不同种类的蓄冷材料也可以被网区分。上述网例如为金属网。上述多个蓄冷材料填充层中的至少1个为第1实施方式的磁性蓄冷材料粒子。在第3实施方式的冷冻机中，在第1实施方式的磁性蓄冷材料粒子与比热的极大值与第1实施方式的磁性蓄冷材料粒子相比处于低温的蓄冷材料粒子组合的情况下，多个第1实施方式的磁性蓄冷材料粒子例如被填充于蓄冷器的高温侧。
在第1实施方式的磁性蓄冷材料粒子与比热的极大值与第1实施方式的磁性蓄冷材料粒子相比处于高温侧的蓄冷材料粒子组合的情况下，多个第1实施方式的磁性蓄冷材料粒子例如被填充于蓄冷器的低温侧。
在第1实施方式的磁性蓄冷材料粒子与比热的极大值与第1实施方式的磁性蓄冷材料粒子相比处于高温侧的蓄冷材料粒子、及处于低温侧的蓄冷材料粒子组合的情况下，多个第1实施方式的磁性蓄冷材料粒子例如以被夹入蓄冷器的两种蓄冷材料粒子中的状态填充。在将第一实施方式的磁性蓄冷材料粒子、并且不同组成的粒子彼此组合时，也根据显示出比热的极大值的温度来决定设定为蓄冷器的低温侧、还是设定为高温侧。
对于冷冻机的可靠性提高，优选即使在极低温环境下施加长时间振动而蓄冷材料粒子破坏的量也为一定以下。第3实施方式的冷冻机具备具有第1实施方式的磁性蓄冷材料粒子的第2实施方式的蓄冷器。
通过将第3实施方式的冷冻机利用于磁悬浮列车、氦再冷凝装置等中，能够提高磁悬浮列车、氦再冷凝装置的长期可靠性。
根据第3实施方式，通过使用磁性蓄冷材料粒子的破坏量降低的具备优异的特性的磁性蓄冷材料粒子，能够实现长期可靠性优异的冷冻机。
(第4实施方式)
第4实施方式的低温泵具备第3实施方式的冷冻机。以下，关于与第3实施方式重复的内容，省略一部分记述。
图2是表示第4实施方式的低温泵的概略构成的截面图。第4实施方式的低温泵是具备第3实施方式的蓄冷型极低温冷冻机100的低温泵500。
低温泵500具备将气体分子冷凝或吸附的低温面板501、将低温面板501冷却至规定的极低温的蓄冷型极低温冷冻机100、设置于低温面板501与蓄冷型极低温冷冻机100之间的屏蔽体503、设置于吸气口处的挡板504、及改变氩、氮、氢等的排气速度的环505。
根据第4实施方式，通过使用长期可靠性优异的冷冻机，能够实现长期可靠性优异的低温泵。
(第5实施方式)
第5实施方式的超导磁铁具备第3实施方式的冷冻机。以下，关于与第3实施方式重复的内容，省略一部分记述。
图3是表示第5实施方式的超导磁铁的概略构成的立体图。第5实施方式的超导磁铁是具备第3实施方式的蓄冷型极低温冷冻机100的磁悬浮列车用超导磁铁600。
磁悬浮列车用超导磁铁600具备超导线圈601、用于冷却该超导线圈601的液氦罐602、防止液氦的挥散的液体氮罐603、层叠绝热材605、功率引线606、永久电流开关607、及蓄冷型极低温冷冻机100。
根据第5实施方式，通过使用长期可靠性优异的冷冻机，能够实现长期可靠性优异的超导磁铁。
(第6实施方式)
第6实施方式的核磁共振成像装置具备第3实施方式的冷冻机。以下，关于与第3实施方式重复的内容，省略一部分记述。
图4是表示第6实施方式的核磁共振成像装置的概略构成的截面图。第6实施方式的核磁共振成像(MRI)装置是具备第3实施方式的蓄冷型极低温冷冻机100的核磁共振成像装置700。
核磁共振成像装置700具备对于人体施加在空间上均匀且在时间上稳定的静磁场的超导静磁场线圈701、对产生磁场的不均匀性进行修正的省略图示的修正线圈、对测定区域给予磁场梯度的倾斜磁场线圈702、无线电波收发用探针703、低温恒温器705及放射绝热屏蔽体706。而且，作为超导静磁场线圈701的冷却用途，使用了蓄冷型极低温冷冻机100。
根据第6实施方式，通过使用长期可靠性优异的冷冻机，能够实现长期可靠性优异的核磁共振成像装置。
(第7实施方式)
第7实施方式的核磁共振装置具备第3实施方式的冷冻机。以下，关于与第3实施方式重复的内容，省略一部分记述。
图5是表示第7实施方式的核磁共振装置的概略构成的截面图。第7实施方式的核磁共振(NMR)装置是具备第3实施方式的蓄冷型极低温冷冻机100的核磁共振装置800。
核磁共振装置800具备对放入样品管801中的有机物等样品施加磁场的超导静磁场线圈802、对磁场中的样品管801施加无线电波的高频振荡器803、将样品管801的周围的未图示的线圈中产生的感应电流放大的放大器804。此外，具备冷却超导静磁场线圈802的蓄冷型极低温冷冻机100。
根据第7实施方式，通过使用长期可靠性优异的冷冻机，能够实现长期可靠性优异的核磁共振装置。
(第8实施方式)
第8实施方式的磁场施加式单晶提拉装置具备第3实施方式的冷冻机。以下，关于与第3实施方式重复的内容，省略一部分记述。
图6是表示第8实施方式的磁场施加式单晶提拉装置的概略构成的立体图。第8实施方式的磁场施加式单晶提拉装置是具备第3实施方式的蓄冷型极低温冷冻机100的磁场施加式单晶提拉装置900。
磁场施加式单晶提拉装置900具备具有原料熔融用坩埚、加热器、单晶提拉机构等的单晶提拉部901、对原料熔液施加静磁场的超导线圈902、单晶提拉部901的升降机构903、电流引线905、隔热板906及氦容器907。而且，作为超导线圈902的冷却用途，使用了蓄冷型极低温冷冻机100。
根据第8实施方式，通过使用长期可靠性优异的冷冻机，能够实现长期可靠性优异的磁场施加式单晶提拉装置。
(第9实施方式)
第9实施方式的氦再冷凝装置具备第3实施方式的冷冻机。以下，关于与第3实施方式重复的内容，省略一部分记述。
图7是表示第9实施方式的氦再冷凝装置的概略构成的示意图。第9实施方式的氦再冷凝装置是具备第3实施方式的蓄冷型极低温冷冻机100的氦再冷凝装置1000。
氦再冷凝装置1000具备蓄冷型极低温冷冻机100、蒸发配管1001、及液化配管1002。
氦再冷凝装置1000可以将从使用液氦的装置、例如超导磁铁、核磁共振(NMR)装置、核磁共振成像(MRI)装置、物理特性测定系统(PPMS)或磁特性测定系统等使用超导磁铁的装置所具备的液氦装置蒸发的氦气再冷凝，制成液氦。
氦气从未图示的液氦装置，经由蒸发配管1001被导入至氦再冷凝装置1000中。氦气通过蓄冷型极低温冷冻机100被冷却至氦的液化温度以下的4K。冷凝液化后的液氦经由液化配管1002返回至液氦装置中。
根据第9实施方式，通过使用长期可靠性优异的冷冻机，能够实现长期可靠性优异的氦再冷凝装置。
需要说明的是，第3实施方式的冷冻机通过利用于磁悬浮列车中，能够提高长期可靠性。
实施例
以下，对第1实施方式的磁性蓄冷材料粒子的实施例、比较例、及它们的评价结果进行说明。
(实施例1)
通过高频熔化来制作Er3Ni母合金。将该Er3Ni母合金在约800℃下熔融，将该熔液在Ar气氛中(压力约101kPa)滴加到旋转圆盘上而使其骤冷凝固。将所得到的粒体进行形状分级以及筛分，得到Er3Ni球状粒子。
将Er3Ni球状粒子进行HIP处理。此时，对于加压气体使用氮气。压力设定为50MPa，热处理温度设定为600℃。
实施例1的Er3Ni球状粒子的长宽比为1.1。空隙的面积比例为0.0012％。
为了评价将上述磁性蓄冷材料粒子填充到蓄冷器中并将冷冻机运转时的可靠性，将实施例1的磁性蓄冷材料粒子在室温下填充到φ15mm、高度5mm的圆筒容器中，在将容器冷却至极低温的状态下给予2×109次振幅2mm、最大加速度400m/s2的单振动。振动试验后破坏的蓄冷材料粒子的重量比例为0.014％。
对于实施例1的蓄冷材料，评价在上述振动试验的前后搭载于冷冻机中时的4.2K下的冷冻能力。在室温下填充到蓄冷器中，制成极低温用蓄冷器。冷冻机使用二段式GM冷冻机，使用了在第一段蓄冷器中将Cu网、在第二段蓄冷器的高温侧将Pb、在低温侧将各实施例及比较例的蓄冷材料在室温下填充到蓄冷器中而得到的蓄冷器。需要说明的是，振动试验后的蓄冷材料粒子也包含通过振动试验而破坏的蓄冷材料粒子一并进行搭载，对第一段蓄冷器按照温度成为50K的方式施加热负荷。
需要说明的是，在以下的实施例及比较例中，磁性蓄冷材料粒子的合成条件及HIP处理条件按照成为适宜的条件的方式进行调整。极低温下的振动试验与冷冻机的能力试验以与实施例1同样的条件来实施。
(实施例2)
除了组成为Er3Co的以外，与实施例1同样地操作，制造了磁性蓄冷材料粒子。
(实施例3)
除了组成为ErAg以外，与实施例1同样地操作，制造了磁性蓄冷材料粒子。
(实施例4)
除了组成为ErNi以外，与实施例1同样地操作，制造了磁性蓄冷材料粒子。
(实施例5)
除了组成为HoCu2以外，与实施例1同样地操作，制造了磁性蓄冷材料粒子。
(实施例6)
除了组成为HoCu以外，与实施例1同样地操作，制造了磁性蓄冷材料粒子。
(实施例7)
除了组成为Ho2Al以外，与实施例1同样地操作，制造了磁性蓄冷材料粒子。
(实施例8)
除了组成为Dy(Cu0.5Si0.5)2以外，与实施例1同样地操作，制造了磁性蓄冷材料粒子。
(实施例9)
除了组成为Dy(Cu0.5Ge0.5)2以外，与实施例1同样地操作，制造了磁性蓄冷材料粒子。
(实施例10～14)
除了变更HIP处理中的气体的压力以外，与实施例1同样地操作，制造了磁性蓄冷材料粒子。
(比较例1)
除了将HIP处理的压力设定为190MPa以外，与实施例1同样地操作，制造了磁性蓄冷材料粒子。
(比较例2)
除了将HIP处理的压力设定为10MPa以外，与实施例1同样地操作，制造了磁性蓄冷材料粒子。
(实施例15～20)
除了调整形状分级的条件、例如倾斜角、振动强度等以外，与实施例5同样地操作，制造了磁性蓄冷材料粒子。
(实施例21～24、比较例3)
使用下述蓄冷器来实施振动试验及冷冻机试验，所述蓄冷器使用实施例1及比较例3的磁性蓄冷材料粒子作为蓄冷器中填充的蓄冷材料粒子、并且改变了它们的比例。
(实施例25～27、比较例4)
使用下述蓄冷器来实施振动试验及冷冻机试验，所述蓄冷器使用除了包含圆形度为0.4以下的粒子以外显示出与实施例5同样特性的磁性蓄冷材料粒子和实施例5的磁性蓄冷材料粒子、并且改变了它们的比例，所述圆形度为0.4以下的粒子通过除了调整形状分级的条件、例如倾斜角以外与实施例5同样地制造而得到。
将各实施例及比较例的磁性蓄冷材料粒子的振动试验后的破坏的粒子的重量比例、及冷冻能力示于表1中。
表1
如实施例1～27及比较例1那样，在磁性蓄冷材料粒子的截面中的空隙的面积的比例为0.0001％以上的情况下，在振动试验中破坏的粒子的比例降低，冷冻机的冷冻能力的变化率也变小。认为这是由于：通过存在一定量以上的空隙，可抑制粒子的热收缩，由因伴随冷却的收缩而产生的粒子的填充性的变化引起的晃荡降低。
如实施例10～14及比较例2那样，若磁性蓄冷材料粒子的截面中的空隙的面积的比例小于15％，则在振动试验中破坏的粒子的比例降低，冷冻机的冷冻能力的变化率也变小。认为这是由于：通过空隙成为一定量以下，可抑制粒子的热收缩，并且还保证磁性蓄冷材料粒子的强度。
由表1获知，若磁性蓄冷材料粒子的粒径落入50μm以上且3000μm以下的范围，则4.2K下的冷冻能力显著提高。
由表1示出，若磁性蓄冷材料粒子的长宽比成为5以下，则4.2K下的冷冻能力显著提高。
由表1示出，若蓄冷器中包含的RMz所表示的磁性蓄冷材料粒子内空隙的面积比例为0.0001％以上且15％以下的蓄冷材料粒子的比例为70％以上，则振动试验后的破坏的粒子的比例降低，冷冻能力的降低幅度变小。此外，表示若空隙的面积比例为0.001％以上且10％以下的磁性蓄冷材料粒子的比例为70％以上，则振动试验后的破坏的粒子的比例进一步降低，冷冻能力的降低幅度进一步变小。
由表1示出，若蓄冷器中包含的RMz所表示的磁性蓄冷材料粒子内圆形度R为0.4以下的磁性蓄冷材料粒子超过15％地包含，则振动试验后的破坏的粒子的比例增加，冷冻能力也降低。
由表1获知，即使磁性蓄冷材料粒子的组成不同，只要空隙的比例为0.0001％以上且15％以下，则在极低温下施加振动时的粒子的破坏率都低。
通过以上的实施例，确认到第1实施方式的磁性蓄冷材料粒子、及第2实施方式的蓄冷器所发挥的效果。
对本发明的几个实施方式进行了说明，但这些实施方式是作为例子提出的，并不意图限定发明的范围。这些新颖的实施方式可以以其他的各种方式来实施，在不脱离发明的主旨的范围内，可以进行各种省略、置换、变更。例如，也可以将一实施方式的构成要素与其他的实施方式的构成要素置换或变更。这些实施方式、其变形包含于发明的范围、主旨中，并且也包含于权利要求书中记载的发明和其同等范围内。
符号的说明
100蓄冷型极低温冷冻机
114、115蓄冷器
118、119蓄冷材料
500 低温泵
600 超导磁铁
700 核磁共振成像装置
800 核磁共振装置
900 磁场施加式单晶提拉装置

Claims (12)

1.一种磁性蓄冷材料粒子，其由RMz所表示的包含稀土类元素的金属间化合物形成，并且，其截面中存在的空隙的面积的比例为0.0001％以上且15％以下，其中，R表示选自Y、La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm及Yb中的至少1种稀土类元素，M表示选自Ni、Co、Cu、Ag、Ga、Bi、Si、Al及Ru中的至少1种金属元素，z为0.001～9.0的范围的数。
2.根据权利要求1所述的磁性蓄冷材料粒子，其中，所述磁性蓄冷材料粒子为粒体，所述粒体的粒径为50μm以上且3mm以下。
3.根据权利要求2所述的磁性蓄冷材料粒子，其中，所述磁性蓄冷材料粒子的长宽比为1以上且5以下。
4.一种蓄冷器，其是填充有多个所述RMz所表示的磁性蓄冷材料粒子的蓄冷器，其中，相对于所述RMz所表示的磁性蓄冷材料粒子，权利要求1～3中任一项所述的磁性蓄冷材料粒子的比例为70％以上。
5.根据权利要求4所述的蓄冷器，其中，在将所填充的多个磁性蓄冷材料粒子的投影图像的周长设定为L，将投影图像的实际面积设定为A时，4πA/L2所表示的圆形度R为0.4以下的磁性蓄冷材料粒子的比率为15％以下。
6.一种冷冻机，其具备权利要求4或权利要求5中任一项所述的蓄冷器。
7.一种低温泵，其具备权利要求6所述的冷冻机。
8.一种超导磁铁，其具备权利要求6所述的冷冻机。
9.一种核磁共振成像装置，其具备权利要求6所述的冷冻机。
10.一种核磁共振装置，其具备权利要求6所述的冷冻机。
11.一种磁场施加式单晶提拉装置，其具备权利要求6所述的冷冻机。
12.一种氦再冷凝装置，其具备权利要求6所述的冷冻机。
CN202280029831.4A 2021-04-20 2022-03-30 磁性蓄冷材料粒子、蓄冷器、冷冻机、低温泵、超导磁铁、核磁共振成像装置、核磁共振装置、磁场施加式单晶提拉装置及氦再冷凝装置 Pending CN117178043A (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021-070760 2021-04-20
JP2021070760 2021-04-20
PCT/JP2022/016240 WO2022224783A1 (ja) 2021-04-20 2022-03-30 磁性蓄冷材粒子、蓄冷器、冷凍機、クライオポンプ、超電導磁石、核磁気共鳴イメージング装置、核磁気共鳴装置、磁界印加式単結晶引上げ装置、及び、ヘリウム再凝縮装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN117178043A true CN117178043A (zh) 2023-12-05

Family

ID=83722247

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202280029831.4A Pending CN117178043A (zh) 2021-04-20 2022-03-30 磁性蓄冷材料粒子、蓄冷器、冷冻机、低温泵、超导磁铁、核磁共振成像装置、核磁共振装置、磁场施加式单晶提拉装置及氦再冷凝装置

Country Status (7)

Country Link
US (1) US20240077233A1 (zh)
EP (1) EP4328284A1 (zh)
JP (1) JPWO2022224783A1 (zh)
CN (1) CN117178043A (zh)
CA (1) CA3216860A1 (zh)
IL (1) IL307650A (zh)
WO (1) WO2022224783A1 (zh)

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3055674B2 (ja) * 1988-02-02 2000-06-26 株式会社東芝 蓄熱材料および低温蓄熱器
WO1996006315A1 (fr) 1994-08-23 1996-02-29 Kabushiki Kaisha Toshiba Materiau accumulant la chaleur froide pour temperatures extremement basses, et accumulateur de chaleur froide pour temperatures extremement basses comprenant ledit materiau
JP4551509B2 (ja) * 1998-12-28 2010-09-29 株式会社東芝 蓄冷材および蓄冷式冷凍機
JP4564161B2 (ja) * 2000-12-18 2010-10-20 株式会社東芝 冷凍機
JP3642486B2 (ja) 2001-06-18 2005-04-27 神島化学工業株式会社 希土類オキシ硫化物蓄冷材及び蓄冷器
EP3505587B1 (en) 2012-10-09 2023-01-25 Kabushiki Kaisha Toshiba A method for manufacturing a multiple-layer type cold head including a rare earth regenerator material particle
EP3561021A4 (en) * 2016-12-22 2020-07-22 Santoku Corporation COOLING STORAGE MATERIAL AND METHOD FOR PRODUCING THE SAME, COOLING STORAGE DEVICE AND REFRIGERATOR
JP6495546B1 (ja) * 2017-04-28 2019-04-03 株式会社三徳 ＨｏＣｕ系蓄冷材並びにこれを備えた蓄冷器及び冷凍機

Also Published As

Publication number Publication date
WO2022224783A1 (ja) 2022-10-27
CA3216860A1 (en) 2022-10-27
IL307650A (en) 2023-12-01
EP4328284A1 (en) 2024-02-28
JPWO2022224783A1 (zh) 2022-10-27
US20240077233A1 (en) 2024-03-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6467277B2 (en) Cold accumulating material, method of manufacturing the same and refrigerator using the material
US6197127B1 (en) Cryogenic refrigerant and refrigerator using the same
JP5468380B2 (ja) 蓄冷材およびその製造方法
JPH11325628A (ja) 蓄冷材および蓄冷式冷凍機
JP2023174677A (ja) 極低温冷凍機、その製造方法及び超電導コイル組込装置
CN117178043A (zh) 磁性蓄冷材料粒子、蓄冷器、冷冻机、低温泵、超导磁铁、核磁共振成像装置、核磁共振装置、磁场施加式单晶提拉装置及氦再冷凝装置
JP4582994B2 (ja) 蓄冷材、その製造方法および蓄冷式冷凍機
US20210108121A1 (en) Hocu-based cold-storage material, and cold-storage device and refrigerating machine each equipped therewith
RU2821399C2 (ru) Частица магнитного хладоаккумуляторного материала, хладоаккумулирующее устройство, холодильник, криогенный насос, сверхпроводящий магнит, аппарат магнитно-резонансной томографии, аппарат ядерного магнитного резонанса, установка для выращивания монокристаллов методом вытягивания в магнитном поле и устройство для повторной конденсации гелия
JP5010071B2 (ja) 蓄冷材，その製造方法およびその蓄冷材を用いた冷凍機
JP4564161B2 (ja) 冷凍機
JP4568170B2 (ja) 極低温用蓄冷材の製造方法および極低温用蓄冷器の製造方法
CN1119588C (zh) 极低温用蓄冷材料和采用该蓄冷材料的制冷机
JP7432769B2 (ja) 蓄冷材、蓄冷材粒子、造粒粒子、蓄冷器、冷凍機、クライオポンプ、超電導磁石、核磁気共鳴イメージング装置、核磁気共鳴装置、磁界印加式単結晶引上げ装置、及び、ヘリウム再凝縮装置
JP2004099822A (ja) 蓄冷材およびこれを用いた蓄冷式冷凍機
WO2023032867A1 (ja) 蓄冷材粒子用造粒粒子、蓄冷材粒子、蓄冷器、冷凍機、クライオポンプ、超電導磁石、核磁気共鳴イメージング装置、核磁気共鳴装置、磁界印加式単結晶引上げ装置、及び、ヘリウム再凝縮装置
JP2004143341A (ja) 蓄冷材およびこれを用いた蓄冷式冷凍機
WO2023145730A1 (ja) 蓄冷材、蓄冷材粒子、造粒粒子、蓄冷器、冷凍機、クライオポンプ、超電導磁石、核磁気共鳴イメージング装置、核磁気共鳴装置、磁界印加式単結晶引上げ装置、ヘリウム再凝縮装置、及び、希釈冷凍機
JP2023064990A (ja) 磁気冷凍材料とその製造方法
TW386107B (en) Magnetic hold-over material for extremely low temperature and refrigerator using the same
CN116710715A (zh) 蓄冷材料、蓄冷材料粒子、造粒粒子、蓄冷器、冷冻机、低温泵、超导磁铁、核磁共振成像装置、核磁共振装置、磁场施加式单晶提拉装置及氦再冷凝装置
JPH11294882A (ja) 蓄冷材および蓄冷式冷凍機
JP2008275312A (ja) 冷凍機

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination