JP2016514360A5 - - Google Patents

Claims (16)

1. 異なるキュリー温度を有する少なくとも３つの異なる磁気熱量材料を含む磁気熱量カスケードであり、
   異なるキュリー温度を有する異なる磁気熱量材料は、キュリー温度が低下するように連続して配置されており、
   異なるキュリー温度を有する異なる磁気熱量材料のいずれも、最高のキュリー温度を有する磁気熱量材料より高い層性能Ｌｐを持たず、
   異なるキュリー温度を有する異なる磁気熱量材料の少なくとも１つが、最高のキュリー温度を有する磁気熱量材料より低い層性能Ｌｐを持ち、
   特定の磁気熱量材料のＬｐは、下記式（Ｉ）：
   Ｌｐ ＝ ｍ ＊ ｄＴ_{ａｄ，ｍａｘ}
   ［但し、
   ｄＴ_{ａｄ，ｍａｘ}は、特定の磁気熱量材料が磁気熱量サイクル中に低磁場から高磁場に磁化された時に、特定の磁気熱量材料が受ける最大の断熱温度変化であり、
   ｍは、前記磁気熱量カスケードに含まれる特定の磁気熱量材料の質量である。］
   に従い計算されることを特徴とする磁気熱量カスケード。
2. 異なるキュリー温度を有する異なる磁気熱量材料のいずれも、最低のキュリー温度を有する磁気熱量材料より低い層性能Ｌｐを持たない請求項１に記載の磁気熱量カスケード。
3. 最高のキュリー温度を有する磁気熱量材料の層性能Ｌｐは、異なるキュリー温度を有する他の磁気熱量材料のそれぞれの層性能Ｌｐより２〜１００％高い請求項１又は２に記載の磁気熱量カスケード。
4. 異なるキュリー温度を有する異なる磁気熱量材料のそれぞれの層性能Ｌｐが、より低いキュリー温度を有する隣接する磁気熱量材料の層性能Ｌｐと同じ又は高い請求項１〜３のいずれか１項に記載の磁気熱量カスケード。
5. 磁気熱量材料のそれぞれの層性能Ｌｐが、より低いキュリー温度を有する隣接する磁気熱量材料の層性能Ｌｐより、２〜１００％高い請求項１〜４のいずれか１項に記載の磁気熱量カスケード。
6. 異なるキュリー温度を有する異なる磁気熱量材料のそれぞれの質量が、より低いキュリー温度を有する隣接する磁気熱量材料の質量と同じ又はこれより大きい請求項１〜５のいずれか１項に記載の磁気熱量カスケード。
7. 異なるキュリー温度を有する隣接する２つの磁気熱量材料間のキュリー温度の差が、０．５〜６Ｋである請求項１〜６のいずれか１項に記載の磁気熱量カスケード。
8. 当該磁気熱量カスケードが、異なるキュリー温度を有する３〜１００の異なる磁気熱量材料を有する請求項１〜７のいずれか１項に記載の磁気熱量カスケード。
9. 異なるキュリー温度を有する隣接する２つの磁気熱量材料が、０．０１〜１ｍｍの分離間隔を有する請求項１〜８のいずれか１項に記載の磁気熱量カスケード。
10. 磁気熱量材料が、中間の熱及び／又は電気絶縁体により相互に隔離されている請求項１〜９のいずれか１項に記載の磁気熱量カスケード。
11. 磁気熱量材料及び必要により熱及び／又は電気絶縁体により層配列が形成され、磁気熱量材料のそれぞれの層厚が０．１〜１００ｍｍである請求項１〜１０のいずれか１項に記載の磁気熱量カスケード。
12. 磁気熱量材料が、
    （１）一般式（Ｉ）：
    （Ａ_ｙＢ_１−ｙ）_２＋ｄＣ_ｗＤ_ｘＥ_ｚ （Ｉ）
    ［但し、
    Ａが、Ｍｎ又はＣｏを表し、
    Ｂが、Ｆｅ、Ｃｒ又はＮｉを表し、
    Ｃ、Ｄ及びＥにおいて、Ｃ、Ｄ及びＥの少なくとも２個が異なり、非消失濃度を有し、Ｐ、 Ｂ、Ｓｅ、Ｇｅ、Ｇａ、Ｓｉ、Ｓｎ、Ｎ、Ａｓ及びＳｂから選択され、且つＣ、Ｄ及びＥの少なくとも１個がＧｅ、Ａｓ又はＳｉであり、
    ｄが、−０．１〜０．１の範囲の数であり、
    ｗ、ｘ、ｙ、ｚが、０〜１の範囲の数であり、且つｗ+ｘ+ｙ＝１を満たす。］
    で表される化合物；
    （２）一般式（ＩＩ）及び／又は（ＩＩＩ）及び／又は（ＩＶ）：
    Ｌａ（Ｆｅ_ｘＡｌ_１−ｘ）_１３Ｈ_ｙ又はＬａ（Ｆｅ_ｘＳｉ_１−ｘ）_１３Ｈ_ｙ （ＩＩ）
    ［但し、
    ｘが、０．７〜０．９５の数であり、
    ｙが、０〜３の数、好ましくは０〜２の数である。］、
    Ｌａ（Ｆｅ_ｘＡｌ_ｙＣｏ_ｚ）_１３ 又はＬａ（Ｆｅ_ｘＳｉ_ｙＣｏ_ｚ）_１３ （ＩＩＩ）
    ［但し、
    ｘが、０．７〜０．９５の数であり、
    ｙが、０．０５〜１−ｘの数であり、
    ｚが、０．００５〜０．５の数である。］、及び
    ＬａＭｎ_ｘＦｅ_２−ｘＧｅ （ＩＶ）
    ［但し、
    ｘが、１．７〜１．９５の数である。］
    で表されるＬａ及びＦｅを基礎とする化合物；
    （３）ＭｎＴ_ｔＴ_ｐタイプ［但し、Ｔ_ｔは遷移金属であり、Ｔ_ｐは７〜８．５の範囲の原子当たり電子計数（ｅ／ａ）を有するｐ−ドープ金属である。］のホイスラー合金；
    （４）一般式（Ｖ）：
    Ｇｄ_５（Ｓｉ_ｘＧｅ_１−ｘ）_４ （Ｖ）
    ［但し、
    ｘが、０．２〜１の数である。］；
    で表されるＧｄ及びＳｉを基礎とする化合物；
    （５）Ｆｅ_２Ｐを基礎とする化合物；
    （６）ペロブスカイトタイプの亜マンガン酸塩；
    （７）希土類元素を含み、且つ一般式（ＶＩ）及び（ＶＩＩ）：
    Ｔｂ_５（Ｓｉ_４−ｘＧｅ_ｘ） （ＶＩ）
    ［但し、
    ｘが、０、１、２、３、又は４である。］、及び
    ＸＴｉＧｅ （ＶＩＩ）
    ［但し、
    Ｘが、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｔｍである。］
    で表される化合物；
    及び
    （８）一般式（ＶＩＩＩ）、（ＩＸ）、（Ｘ）及び（ＸＩ）：
    Ｍｎ_２−ｘＺ_ｘＳｂ （ＶＩＩＩ） 及び
    Ｍｎ_２Ｚ_ｘＳｂ_１−ｘ （ＩＸ）
    ［但し、
    Ｚが、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｃｏ、Ｖ、Ａｓ、Ｇｅであり、
    ｘが、０．０１〜０．５である。］、
    Ｍｎ_２−ｘＺ_ｘＡｓ （Ｘ）及び
    Ｍｎ_２Ｚ_ｘＡｓ_１−ｘ （ＸＩ）
    ［但し、
    Ｚが、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｃｏ、Ｖ、Ｓｂ、Ｇｅであり、
    ｘが、０．０１〜０．５である。］、
    で表されるＭｎ及びＳｂ又はＡｓを基礎とする化合物；
    から選択される請求項１〜１１のいずれか１項に記載の磁気熱量カスケード。
13. 磁気熱量材料が、一般式（Ｉ）で表され、且つＭｎ、Ｆｅ、Ｐ及び任意にＳｂを含み、加えて、Ｇｅ又はＳｉ又はＡｓ、又はＧｅとＳｉの両方、又はＧｅとＡｓの両方、又はＳｉとＡｓの両方、又はＧｅ、Ｓｉ及びＡｓのそれぞれを含む少なくとも第４級の化合物から選択される請求項１２に記載の磁気熱量カスケード。
14. 請求項１〜１３のいずれか１項に記載の磁気熱量カスケードを製造する方法であって、特定の磁気熱量材料の粉末を成形して磁気熱量材料を形成する工程、及び次いで、磁気熱量材料を圧縮して磁気熱量カスケードを形成する工程を含むことを特徴とする方法。
15. 請求項１〜１３のいずれか１項に記載の磁気熱量カスケードを、冷却装置、気候制御装置、及びヒートポンプで使用する方法。
16. 請求項１〜１３のいずれか１項に記載の磁気熱量カスケードを含む冷却装置、気候制御装置、及びヒートポンプ。