JP2017014617A - 磁気的な熱交換のためのアーティクルを製造する方法 - Google Patents

磁気的な熱交換のためのアーティクルを製造する方法 Download PDF

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Abstract

【課題】磁気的熱交換のためのアーティクルを製造する方法の提供。【解決手段】ポリ(アルキレンカルボネート)を含むバインダと、NaZn13型結晶構造を備えた磁気熱量活性相を含む粉体又はNaZn13型結晶構造を備えた磁気熱量活性相を製造するのに適切な量の各元素を含む粉体とを混合してブラウンボディを製造し、当該ブラウンボディからバインダを除去してグリ−ンボディを製造し、当該グリ−ンボディを焼結して磁気的熱交換の為のアーティクルを製造する工程を含む方法。前記ポリ(アルキレンカルボネート)は300℃未満、好ましくは200℃未満の分解温度を有することが望ましく、前記混合物は0.1〜10重量%、好ましくは0.5〜4重量%のバインダを含むことが好ましい、方法。【選択図】なし

Description

実際的な磁気的熱交換器、たとえば米国特許第6,676,772号に開示されたものは、ポンプ再循環システムと、例えば流体冷媒等の熱交換媒体と、磁気熱量効果を示す作動物質の各粒子で充填されたチャンバと、磁場を前記チャンバに印加するための手段とを含んでいてもよい。前記作動物質は、磁気熱量的に活性であると言うことができる。
前記磁気熱量効果は、熱の発生もしくは吸収への磁気的に誘発されたエントロピー変化の断熱変換を記述している。それ故、磁場を磁気熱量活性作動物質に印加することにより、結果として熱の発生もしくは吸収となるエントロピー変化を誘発することができる。この効果は冷凍および/もしくは加熱に利用することができる。
各磁気的熱交換器は、一般的に各ガス圧縮/膨張サイクルシステムよりもエネルギー効率が良い。それらはオゾンレベルの破壊の一因となると考えられる様々な薬剤たとえばハイドロフルオロカーボン(HFC)等が使用されていないので環境にやさしいとも考えられる。
実際、磁気的な熱交換器は、より広い温度範囲に亘って冷却するために、いくつかの異なった磁気的な相転移温度を有する磁気熱量活性物質を必要とする。複数の磁気的な相転移温度に加えて、実際的な作動媒体は、効率的な冷凍および/もしくは加熱を行うために、より大きなエントロピー変化を有するべきである。
家庭用および商用の空気調節および冷凍を提供するために、適切な範囲内の各磁気的な相転移温度を有する種々の磁気熱量活性相が知られている。例えば、米国特許第7,063,754号に開示されているそのような磁気熱量活性物質は、NaZn13−型結晶構造を有する、これはまた一般式La(Fe1−x−y13と表現することも可能であり、ここでMはSiとAlから構成されるグループの少なくとも1個の元素であり、そしてTは例えばCo,Ni,MnおよびCr等の1個もしくはそれ以上の遷移金属元素であってもよい。この物質の前記磁気的位相転移温度は、前記組成を調整することによって調節することが可能である。
その結果、各磁気的な熱交換システムは、これらの磁気熱量的活性物質によって提供される潜在的な各利点を実用的な形で実現するために、現在開発されつつある。しかしながら、更なる色々な改善は、磁気的熱交換技術のより広範囲にわたる応用を可能にするために望ましい。
磁気的な熱交換のためのアーティクルを製造するための方法が提供される。この方法は、ポリ(アルキレンカルボネート)を含むバインダおよびNaZn13型結晶構造を備えた磁気熱量活性相を含む紛体、あるいはNaZn13型結晶構造を備えた磁気熱量的活性相を製造するのに適切な量の各元素を含む紛体とを混合しブラウンボディを製造し、当該ブラウンボディから前記バインダを除去してグリ−ンボディを製造し;更に当該グリ−ンボディを焼結して磁気的な熱交換のためのアーティクルを製造する工程を含む。
紛体冶金学プロセスは、NaZn13型結晶構造を備えた磁気熱量活性相を含んでいる磁気的な熱交換のための焼結アーティクルを製造するために使用される。La1−aRa(Fe1−x−y13は、NaZn13型結晶構造を備えた磁気熱量活性相の一例であり、ここでMはSiであり、付随的にAlであり,TはMn,Co,Ni,Ti,VおよびCrから構成されるグループの内の1個もしくはそれ以上の元素であり、RはCe,Nd,YおよびPrから構成されるグループの内の1個もしくはそれ以上の元素であり、ここで0≦a≦0.5,0.05≦x≦0.2,0.003≦y≦0.2,0≦z≦3,0≦b≦1.5である。この方法を用いて、例えば、より大きなアーティクルをより小さい各アーティクルにシンギュレートすることによって、物質のロスが減少するようにネットシェイプに近い形で複数のアーティクルを製造することができる。
前記紛体は磁気熱量活性相を含むことができる。当該紛体はNaZn13型結晶構造を備えた磁気熱量活性相を製造するのに適した量の色々な元素を含んでいてもよい。前記磁気熱量活性相は、前記各元素から前記グリーンボディに前記NaZn13型結晶構造を備えた磁気熱量活性相を製造するために適した加熱処理を受けさせることによって、これらの元素から形成されてもよい。例えば、前記磁気熱量活性相は、前記グリーンボディに反応性焼結を行うことによって形成されてもよい。
ポリ(アルキレンカルボネート)を含むバインダの使用により、各ポリアルキレンカルボネートバインダが前記磁気熱量活性相の前記各元素との反応の各残留物もしくは各コンポ−ネントを残さず除去することができることから、炭素および酸素の含有量の低い、完成した焼結アーティクルの製造を可能にする。各ポリ(アルキレンカルボネート)バインダは、La1−a(Fe1−x−y13に対して特に適切であることが判明した。
実施の形態において、前記ポリ(アルキレンカルボネート)は300℃未満、好ましくは200℃未満の分解温度を有する。このことは前記グリーンボディを形成するために前記混合物からの前記バインダを除去することを助ける。前記ポリ(アルキレンカルボネート)は、ポリ(エチレンカルボネート)、ポリ(プロピレンカルボネート)、ポリ(ブチレンカルボネート)およびポリ(シクロヘキサンカルボネート)から構成されるグループの内の1個を含んでいてもよい。ポリ(プロピレンカルボネート)を使用した場合には、それは13,000から350,000、好ましくは90,000から350,000の相対的な分子量を有することができる。
紛体に対するバインダの比は調整可能である。ある幾つかの実施の形態において、前記混合物は、0.1重量%から10重量%のバインダ、好ましくは0.5重量%から4重量%のバインダを含んでいる。より高いバインダ含有量を用いて前記ブラウンボディの機械的な安定性を高めることができる。
前記バインダは400℃未満の温度で前記ブラウンボディを熱処理することによって除去することができる。この熱処理は希ガス雰囲気、水素を含む雰囲気もしくは真空下で実行することが可能である。この熱処理は30分から20時間、好ましくは2時間から6時間実行することが可能である。前記ブラウンボディは、前記バインダの少なくとも90重量%、好ましくは95重量%以上が除去されるような各条件下で熱処理することが可能である。
幾つかの実施の形態では、前記方法はアーティクル前駆体を形成する混合物を形成すべく、溶媒に前記バインダおよび前記紛体を混合する工程を含んでいる。これらの実施の形態では、前記ブラウンボディを形成するために前記溶媒を前記アーティクル前駆体から次いで除去することができる。当該溶媒は前記アーティクル前駆体を乾燥することによって除去することができ、例えば、真空下で100℃未満の温度において前記アーティクル前駆体を熱処理することによって、当該アーティクル前駆体を乾燥させることができる。前記アーティクル前駆体は、当該アーティクル前駆体をチャンバ内に置いて、更に当該チャンバを排気することによって乾燥することができる。前記溶媒は、2,2,4−トリメチルペンタン(イソオクタン)、イソプロパノール、3−メトキシ−1−ブタノール、プロピルアセテート、ジメチルカルボネートおよびメチルエチルケトンから構成されるグループの内の1個を含んでいてもよい。
幾つかの実施の形態では、前記バインダはポリプロピレンカルボネートであり、そして前記溶媒はメチルエチルケトンである。
幾つかの実施の形態では、前記方法は前記ブラウンボディの形成の後で、前記ブラウンボディを機械的に形成する工程を更に含んでいる。この機械的形成により前記ブラウンボディを変形させることおよび/もしくは当該ブラウンボディの密度を増加させることが可能である。前記バインダが適切なガラス転移温度を有する場合には、このブラウンボディは、前記バインダの存在に起因して塑性的に変形可能である。例えば、前記ブラウンボディは、前記バインダの前記ガラス転移温度を超える温度において機械的に変形可能である。
前記ブラウンボディは、例えば、注入モールド、押し出し成形、スクリーン印刷、フォイル加工、3次元スクリーン印刷、もしくはカレンダー加工によって機械的に形成可能である。
幾つかの実施の形態では、前記ブラウンボディは、ロッドを形成して複数のブラウンボディを形成すべく押し出し成形により機械的に形成され、続いて当該ロッドのシンギュレーションの実施および当該複数のブラウンボディの丸み付けが行われる。
前記グリーンボディは、希ガス中、水素を含む雰囲気および/もしくは真空下で900℃から1200℃の間、好ましくは1050℃から1150℃の間の温度で熱処理によって焼結されてもよい。
一連の異なる各雰囲気が焼結の間用いられてもよい。実施の形態では、当該焼結処理がトータルな焼結時間ttotの間実行される。前記グリーンボディは、最初は真空中で0.95ttotから0.75ttotの間、続いて希ガス中もしくは水素を含む雰囲気中で0.05ttotから0.25ttotの間で焼結される。
前記磁気熱量活性相はLa1−a(Fe1−x−y13であってもよく、ここでMはSiであり、付随的にAlであり,TはMn,Co,Ni,Ti,VおよびCrから構成されるグループの内の1個もしくはそれ以上の元素であり、RはCe,Nd,YおよびPrから構成されるグループの内の1個もしくはそれ以上の元素であり、ここで0≦a≦0.5,0.05≦x≦0.2,0.003≦y≦0.2,0≦z≦3,0≦b≦1.5である。La1−a(Fe1−x−y13相がRによって示されるうちの1個もしくはそれ以上の元素を含んでいる各実施の形態では、その含有量は0.005≦a≦0.5であってもよい。前記La1−a(Fe1−x−y13相が水素を含む各実施の形態では、この水素含有量zは1.2≦z≦3であってもよい。水素が存在する場合、それは前記NaZn13構造内で格子間原子的に一体化されている。
磁気熱量活性物質は、それが磁場を受ける場合に、エントロピー変化を受ける物質として本明細書において定義されている。このエントロピー変化は、例えば、強磁性から常磁性への挙動の変化の結果であってもよい。この磁気熱量活性物質は、温度領域の一部のみにおいて、印加された磁場についての磁化の2次微分の符号が正から負へ変化する屈曲点を示すこともある。
磁気熱量受動物質は、それが磁場を受ける場合に、エントロピーにおける著しい変化を示さない物質として本明細書において定義されている。
磁気相転移温度は、ある磁気的な状態から他のそれへの転移として本明細書において定義されている。いくつかの磁気熱量活性相は、エントロピー変化に関連した、反強磁性から強磁性への転移を示す。La1−a(Fe1−x−y13等の各磁気熱量活性相は、エントロピー変化に関連した、強磁性から常磁性への転移を示す。これらの物質にとって、前記磁気的な転移温度は、キュリー温度とも呼ぶことができる。
当該磁気相転移温度は、磁気的な熱交換器において使用される場合における、前記アーティクルの前記作動温度を決定している。前記作動温度範囲および前記各磁気的な熱交換器の前記動作範囲を増加させるために、2個もしくはそれ以上の異なった転移温度を有する1個もしくはそれ以上のアーティクルを備えることも可能である。
前記キュリー温度は、NaZn13構造を有する磁気熱量活性La1−a(Fe1−x−y13相の組成によって決定される。特に、前記キュリー温度は化学式La1−a(Fe1−x−y13におけるTおよび/もしくはRおよび/もしくはM、および/もしくは炭素によって示される前記各元素を選択することによって決定することができる。さらなる実施の形態では、前記キュリー温度は水素を磁気熱量活性La1−a(Fe1−x−y13相内に含ませることによって選択することもできる。
前記作動コンポ−ネントの前記2個もしくはそれ以上の部分は、aおよびyの異なる各値を含んでいてもよい。前記各元素RおよびTの量は、2個もしくはそれ以上の各部の前記キュリー温度を決定するように選択することができる。それ故、前記2個もしくはそれ以上の各部は、異なる各元素Tおよび/もしくはRおよび/もしくはaおよびyの各値を含んでいる。例えば、前記各元素Nd,Prおよび/もしくはCeをLaに、および/もしくはMn,Cr,VおよびTiをFeに置換することは、前記キュリー温度の低下を導く。前記キュリー温度はまたCoおよびNiでFeを置換することによって上昇することもできる。
特定の元素に対するaおよびyの異なった各値により、焼結活性度が夫々異なるものになる可能性がある。この場合、前記シリコン含有量xは、前記各部分の前記焼結活性度のそれぞれがより類似しているように、そして前記各焼結部分が上記で要求されたようなある密度を有するように、調節することが可能である。実施の形態において、シリコンの量は、0.05≦x≦0.2の範囲内に存在する。
実施の形態において、前記元素TはMnである。Mn含有量を増加させることは、前記作動コンポ−ネントにおいてTcを減少させると共に密度を増加させることになる。それ故、Mn含有量を増加させるために、前記シリコン含有量は増加する。
各実施の形態および各実施例は図面を参照して以下記載される。
図1は磁気的な熱交換のためのアーティクルを製造する方法の概略図を例示している。 図2は70℃における各異なった期間の経過の後、異なった各溶媒に混合された磁気熱量活性紛体における炭素および酸素のアップテーク量の各グラフを例示している。 図3は前記溶媒の気化温度近傍の温度における各異なった期間の経過の後、異なった各溶媒に混合された磁気熱量活性紛体における炭素および酸素のアップテーク量の各グラフを例示している。 図4は3個の異なった脱バインダ熱処理プロファイルを例示している。 図5はPVPバインダを脱バインダ処理した後の各サンプルにおける炭素および酸素のアップテーク量の各グラフを例示している。 図6はPVBバインダを脱バインダ処理した後の各サンプルにおける炭素および酸素のアップテーク量の各グラフを例示している。 図7はPPCバインダを脱バインダ処理した後の各サンプルにおける炭素および酸素のアップテーク量の各グラフを例示している。 図8は流動層造粒化のための装置の概略図を例示している。 図9は第1の組成の流動層造粒化の後の粒径分布を例示している。 図10は第2の組成の流動層造粒化の後の粒径分布を例示している。 図11は第3の組成の流動層造粒化の後の粒径分布を例示している。 図12は流動層造粒法を用いて製造された各焼結サンプルの断熱温度変化の各グラフを例示している。 図13は流動層造粒法を用いて製造された各焼結サンプルのエントロピー変化の各グラフを例示している。
図1は、磁気的な熱交換ためのアーティクル、特に磁気的な熱交換器の作動コンポ−ネント、もしくはその一部として使用することが可能であるアーティクルを製造する方法の概略図である。
バインダ10および溶媒11は、NaZn13型結晶構造を備えた磁気熱量活性相を含む紛体12に混合することができる。幾つかの実施の形態において、前記紛体は反応性焼結処理の後磁気熱量活性相を形成するのに適した組成を含むことが可能である。前記バインダ10は、ポリ(アルキレンカルボネート)、例えば、ポリ(エチレンカルボネート)、ポリプロピレンカルボネート、ポリブチレンカルボネートもしくはポリシクロヘキサンカルボネートを含んでいてもよい。前記溶媒11は、2,2,4−トリメチルペンタン、イソプロパノール、3メトキシ−1−ブタノール、プロピルアセテート、ジメチルカルボネートもしくはメチルエチルケトンを含んでいてもよい。ある実施の形態では、前記バインダ10はポリプロピレンカルボネートであり、そして前記溶媒11はメチルエチルケトンである。前記磁気熱量活性相はLa1−a(Fe1−x−y13であってもよく、ここでMはSiであり、そして付随的にAlであり、TはMn,Co,Ni,Ti,VおよびCrから構成されるグループの内の1個もしくはそれ以上の元素であり、そしてRはCe,Nd,YおよびPrから構成されるグループの内の1個もしくはそれ以上の元素であり、ここで0≦a≦0.5,0.05≦x≦0.2、0.003≦y≦0.2,0≦z≦3,および0≦b≦1.5である。
図2乃至7に関連して開示されている前記各結果と共に例示されているように、受け入れ可能な低い残留炭素および酸素含有量をそのままにして、このLa1−a(Fe1−x−y13相を含む紛体からそれらが除去できるため、前記バインダ10および溶媒11のこれらの組成は、そのLa1−a(Fe1−x−y13相に対して適切であることが判明した。
バインダの約0.1重量%から10重量%、好ましくは0.5重量%から4重量%が前記紛体に添加されてもよい。
前記バインダ10,溶媒11およびNaZn13型の結晶構造を備えた磁気熱量活性相あるいは磁気熱量活性相を製造するのに適した量の各元素を含む紛体12の混合物は、矢印13で概略的に示されるように前記溶媒11のいくらかもしくはおおよそ全部を除去することによって更に処理され、ブラウンボディ14を形成することができる。当該ブラウンボディ14は、例えば矢印15を用いて概略的に示されるようにその形状を変化させるために機械的に形成されてもよい。このブラウンボディ14は、例えば、注入モールド、押し出し成形、フォイル加工、スクリーン印刷、3次元スクリーン印刷もしくはカレンダー加工によって機械的に形成されてもよい。
幾つかの実施の形態では、前記ブラウンボディ14は各粒状体となるように形成されている。当該各粒状体は流動層造粒化によって形成されてもよい。幾つかの実施の形態では、前記ブラウンボディ14は当該ブラウンボディ14を押し出し成形してロッドを形成し、当該ロッドをシンギュレートして複数のブラウンボディを形成し、更に前記複数のブラウンボディの少なくとも各エッジを丸くすることによって機械的に形成できる。
前記バインダ10は、矢印16によって図1に概略的に示されるように、前記ブラウンボディ14から次いで除去され、グリ−ンボディ17を製造することもできる。当該グリ−ンボディ17は、各矢印18によって図1に概略的に示されるように、次いで焼結され、磁気的な熱交換のためのアーティクルを製造することもできる。前記バインダ10は、約30分から20時間、好ましくは2時間から6時間、希ガス雰囲気、水素を含む雰囲気もしくは真空下において400℃未満の温度で前記ブラウンボディ14を熱処理することによって除去可能である。好ましくは、前記各条件は、前記バインダ10の少なくとも90重量%もしくは95重量%が除去されるように選択される。
前記グリーンボディ17は、希ガス雰囲気、水素を含む雰囲気、あるいは真空下、もしくはこれらの組合せの下、900℃と1200℃との間の温度において焼結されてもよい。
各実験の第1のグループにおいて、3個の溶媒、イソプロパノール、3メトキシ−1−ブタノール(3MOB)、2,2,4,トリメチルペンタン(イソオクタン)は、La1−a(Fe1−x−y13位相を含む紛体と共に溶媒として使用するにあたっての適正さを評価するために調査される。前記各溶媒の化学式と、気化温度(T気化)および20℃における蒸気圧が表1に要約されている。
[表1]
Figure 2017014617
以下の各実験では、紛体の10グラムおよび溶媒の7グラムが混合された。この紛体はこれらの割合を用いることにより前記溶媒によって完全に覆われている。
各実験の第1の組において、紛体および溶媒の前記各混合物は、70℃の温度下で1時間から70時間の範囲でエイジングされる。この対照サンプルは室温で前記溶媒と混合され、そしてエイジング無しで直接乾燥された。
図2は時間の函数として、70℃における時間の経過を受けた前記各サンプルの前記炭素および酸素のアップテーク量のグラフを示している。これらの溶媒の内、イソプロパノールの前記炭素アップテーク量における増加が最も低くなることが判明した。2時間経過した前記サンプルは別として、前記炭素アップテーク量は約0.016%の値でほとんど一定のままである。2,2,4,トリメチルペンタンにおけるLa1−a(Fe1−x−y13相の炭素含有量は最大約0.04重量%増加することが判明し、さらに3メトキシ−1−ブタノールにおけるそれは最大0.05重量%増加することが判明した。
しかしながら、酸素含有量に関する前記各溶媒の効果は、異なることが観察される。イソプロパノールは、前記相の前記酸素含有量において最大の増加を引き起こすことが判明する。これに対し、3メトキシ−1−ブタノール、2,2,4,トリメチルペンタンと混合された前記紛体の酸素含有量はより低いと判明した。
各実験の第2の組において、前記溶媒の気化温度に近い温度においてエイジングが実行された。32時間までの各期間に亘るエイジングの後の前記紛体の前記炭素アップテーク量および前記酸素アップテーク量の各グラフが図3に例示されている。90℃でエイジングされた2,2,4,トリメチルペンタンの場合、0.027重量%の炭素の最大の増加は16時間経過した後に測定された。140℃でエイジングされた3−メトキシ−1−ブタノールの場合、8時間のエイジングの後に0.033%の最大アップテーク量が観察された。最大16時間のエイジングの間の酸素含有量における増加は、2,2,4,トリメチルペンタンおよび3メトキシ−1−ブタノールの双方において、無視することができる程わずかである。32時間のエイジングを受けた各サンプルに観察された酸素含有量の増加は種々の外部的作用によって引き起こされる可能性がある。
各実験の第3の組において、La1−a(Fe1−x−y13についての各異なったバインダの適正さが調査された。前記各バインダであるポリビニルピロリドン(PVP)、ポリビニールブチラール(PVB)およびポリプロピレンカルボネート(PPC)が調査された。)0.1,0.5,1および2重量%の(前記紛体に関連した)バインダ、約40グラムの紛体および20グラム溶媒を用いて各サンプルが作製された。PVPおよびPVBに対して、イソプロパノールを溶媒として使用し、そしてPPCに対して、メチルエチルケトン(MEK)が前記溶媒として使用される。それぞれの場合につき、前記各混合物がターブラミキサ内で30分間混合され、そして真空の下14時間70℃で乾燥される。
3つのタイプの熱処理が前記バインダを除去するもしくは脱バインダのために調査される。これらは図4に例示されている。熱処理1においては、真空下において、4時間保持されている脱バインダ処理温度Tdebindまでの一定の加熱速度で前記脱バインダ処理が実行された。この加熱速度は、1分毎に2℃と1分毎に4℃の間で可変である。前記第2の脱バインダ熱処理においては、より遅い加熱速度が適用される。第1の工程において、サンプルは1分毎に約3℃の速度で第1の温度Tonsetまで加熱され、次いで前記加熱速度はTonsetからまで1分毎に約0.5から1℃まで遅延され、ここで前記脱バインダ処理温度Tdebindは4時間保持される。前記第2の脱バインダ処理は真空中においても実行された。
前記第3の脱バインダ処理は前記第2の脱バインダ処理と同じ加熱処理プロファイルを使用している。しかしながら、前記温度Tonsetに到達した後は、真空が1300ミリバールのアルゴンに置き換えられる。
前記脱バインダ処理の後、前記各サンプルは真空下において7時間で前記脱バインダ処理温度から前記焼結温度まで加熱することによって焼結され、3時間前記焼結温度で保持され、雰囲気がアルゴンに変化し、さらに前記サンプルがアルゴン中で更に1時間前記焼結温度で保持された。アルゴン中4時間1050℃における更なる均質化熱処理が用いられ、そして前記各サンプルは圧縮空気を用いて室温まで急速に冷却された。
図5は、3個の脱バインダ熱処理の後PVPに混合された各サンプルについて測定された炭素アップテーク量と酸素アップテーク量を例示している。窒素中の熱電検流分析(TGA)を用いて得た値が比較として含まれている。脱バインダ処理温度Tdebindは460℃であり、Tonsetは320℃である。完全な真空下で実行された脱デバインダ処理、即ち脱バインダ熱処理1および2は、図5に例示されている各TGA比較値によって示されるように、窒素下よりも炭素の増加が低いレベルとなった。前記脱バインダ熱処理1は、前記炭素含有量の増加が最も小さくなった。しかしながら、全て真空下で実行された前記各脱バインダ処理、即ち脱バインダ熱処理1および2は、図5に例示されている各TGA比較値によって示されるように、窒素下で行われたものよりもより高いレベルでの酸素の増加が見られた。
図6は、3つの脱バインダ処理のそれぞれの実行の後にPVBに混合された各サンプルから測定された炭素アップテーク量と酸素アップテーク量を例示している。脱バインダ処理温度Tdebindは400℃であり、そしてTonsetは200℃である。PVBバインダの使用により、0.2重量%のバインダ量に対して炭素含有量は約0.3重量%、そして酸素含有量は約0.3重量%増加した。PVBにおける炭素および酸素のアップテーク量は、PVPに比べて低い。しかしながら、前記バインダの約30%は最終的な焼結生成物において残留しており、これは前記物質の各磁気的な熱量の特性に影響を与える可能性がある。
図7は、3つの脱バインダ熱処理の各々が実行された場合における、各サンプルについてのPPCバインダの重量%の函数としての、炭素アップテーク量と酸素アップテーク量のグラフを例示している。脱バインダ処理温度は300℃であり、そしてTonsetは100℃である。前記脱デバインダ処理の後前記各サンプルにおいて残存する炭素含有量は、3つの脱バインダ熱処理の各々について前記各TGA値よりもはるかに低く、そしてPVPおよびPVBに比較してもはるかに低い。また、酸素のアップテーク量は、前記3つの脱バインダ熱処理の各々に対する前記各TGA値よりも低く、そしてPVPおよびPVBに比較しても低い。
前記の各結果は表2に要約されている。表2において、異なったバインダに混合され、そして種々の脱バインダ条件の下で行われた、LaFeSiについての脱バインダ処理の後の各炭素及び酸素のアップテーク値(Cx,Ox)が示されている。脱バインダ処理され且つ焼結された各サンプルの平均密度もまた示される。
[表2]
Figure 2017014617
要約すれば、脱デバイダ処理の後炭素および酸素における増加が、実験の対象となった前記3つのバインダに対してもっとも低いので、PPCはLa1−a(Fe1−x−y13にとって特に適したバインダである。
以上議論してきたように、磁気熱量活性La1−a(Fe1−x−y13相を含む前記紛体と、前記バインダとおよび溶媒の混合物は、例えば、鋳造あるいはスクリーン印刷よる溶媒の除去の前に、もしくは、例えば、前記ブラウンボディの押し出し成形、あるいはカレンダー加工等の各方法により前記溶媒の一部もしくはおおよそすべてを除去した後、機械的に形成されてもよい。幾つかの実施の形態において、球面状各粒状体もしくは、各粒状体は磁気的な熱交換器の作動コンポーネントの使用ために、もしくは各焼結された粒状体を含む作動コンポーネントを形成するための更なる処理にとって有用である。
幾つかの実施の形態において、前記球状もしくはおおよそ球状の粒状体は、流動層造粒法を用いて作製することができる。図8は流動層造粒化のための装置を示す。
流動層造粒方法において、磁気熱量活性相、あるいはその前駆体、あるいは磁気熱量活性相を製造するに適した量の各元素、を含む紛体がガスの使用により巡回させられ、そして例えば適切な溶媒等の流体が前記各可動粒状体内に噴霧されて前記各粒状体を形成する。安定した粒状体を形成するためにバインダを添加することも可能である。上記で議論してきたように、PPCおよびメチルエチルケトンは、バインダとLa1−a(Fe1−x−y13相に適している溶媒の組み合わせである。前記ガス温度、圧力、および速度は、前記形成された粒状体のサイズを調整するために調節される。
流動層造粒法を用いた前記各粒状体を製造するために使用される前記各条件は表3に要約されている。
[表3]
Figure 2017014617
重量%での前記各紛体の公称の各組成が表4に要約されている。
[表4]
Figure 2017014617
各紛体について、流動層造粒化装置による3回の実験が行われた。
実験1においては、前記バインダを含む物質が開始物質として使用される。実験2においては、実験1から得られた400μm未満の直径を有する各粒状体が、前記フィルタから得られる細かい紛体に混合され、そして前記開始紛体として使用される。実験3においては、実験2から得られた400μm未満の直径を有する各粒状体が、前記フィルタから得られる細かい紛体に混合され、そして前記開始物質として使用される。
図9は表3において要約された前記各パラメータを用いた紛体1384ための流動層造粒法を用いて製造された前記各粒状体の粒径分布を例示している。
前記最初の実験の後、粒状体の約51%は、400μmと630μmとの間の粒径を有する。前記2回目の実験の後、製造された粒状体の約80%は、400μmと630μmとの間の望ましい粒径を有する。前記3回目の実験において、400μmから630μmの粒径を有する製造された各粒状体の割合は、前記2回目において得られたそれより小さい。前記2回目の実験については、各粒状体の140グラムとフィルタ紛体の86グラムが使用されたのに対して、この3回目の実験については、62グラムの粒状体と138グラムのフィルタ紛体が使用される。前記開始物質において使用される各粒状体のパーセンテージがより高くなるにつれて、400μmから630μmの所望の範囲における直径を有する各粒状体の収率がより高いと思われる。
図10は実験1、実験2、実験3における、流動層粒状化の後の組成1385に対する前記各粒径の分布を例示する。図11は実験1、実験2、実験3において、流動層粒状化の後の紛体1386について前記粒径分布を例示する。前記各結果が表5に要約されている。
[表5]
Figure 2017014617
流動層造粒法によって製造された前記各粒状体は、脱バインダ熱処理を受けて、次いで焼結されて磁気的な熱交換における使用を目的とした磁気熱量活性物質を含むアーティクルを形成する。前記各焼結されたサンプルの前記各磁気熱量特性は検査され、バインダおよび溶媒の使用、さらに流動層粒状化の使用が前記各磁気熱量特性に影響を与えるかどうかを調べる。
前記各粒状体は鉄箔内にパックされ、そして前記脱バインダ処理および焼結熱処理の前にゲッタされる。脱バインダ処理温度は300℃であり、そして焼結温度は1120℃である。前記各粒状体は真空下で1時間半かけて前記脱バインダ処理温度まで加熱され、そして4時間前記脱バインダ処理温度300℃で保持される。その後、前記温度は前記焼結温度まで真空下で7時間かけて加熱され、真空下で前記焼結温度において3時間、さらにアルゴン中で前記焼結温度において1時間保持される。その後、前記各粒状体は4時間で1050℃まで冷却され、そしてアルゴン下で4時間1050℃の温度で保持され、前記各サンプルを均質化する。当該各サンプルは圧縮空気下で室温まで急速に冷却される。
前記各サンプルは0.04重量%から0.06重量%の炭素アップテーク量および0.15重量%から0.3重量%の酸素アップテーク量を有することが判明した。これらの値は各適切なバインダの調査の期間に得られた値におおよそ相当する。
前記各焼結された粒状体はアルゴン下において2時間かけて500℃まで前記各粒状体を加熱することによって水素と化合され、500℃において1時間保持される。その後、前記雰囲気は水素に変えられて、そして前記各サンプルは8時間かけて室温まで冷却され、更に24時間水素下で保持される。水素化処理の後、前記各粒状体の分解は観察されなかった。
前記各サンプルの各磁気熱量特性が調査される。図12は断熱温度変化の図を例示し、更に図13は前記各サンプルについてのエントロピー変化の図を例示している。これらの結果は表6にまた要約されている。
[表6]
Figure 2017014617
第1回目の実験において製造された各粒状体についての前記キュリー温度およびエントロピー変化の各値は、バインダを使用せずに各紛体冶金技法によって製造された参照サンプルの各値と匹敵するものである。

Claims (23)

  1. 磁気的熱交換のためのアーティクルを製造するための方法であって、
    ポリ(アルキレンカルボネート)を含むバインダと、NaZn13型結晶構造を備えた磁気熱量活性相を含む紛体またはNaZn13型結晶構造を備えた磁気熱量活性相を生成するのに適切な量の各元素を含む紛体と、を混合してブラウンボディを生成し、
    当該ブラウンボディから前記バインダを除去してグリ−ンボディを生成し、
    当該グリ−ンボディを焼結して磁気的熱交換のためのアーティクルを生成する
    方法。
  2. 前記ポリ(アルキレンカルボネート)は、300℃未満、好ましくは200℃未満の分解温度を有する
    特徴とする請求項1に記載の方法。
  3. 前記ポリアルキレンカルボネートは、ポリ(エチレンカルボネート)、ポリ(プロピレンカルボネート)、ポリ(ブチレンカルボネート)、およびポリ(シクロヘキサンカルボネート)から構成されるグループの内の一つを含む
    請求項1または2に記載の方法。
  4. 前記混合物は、0.1重量%から10重量%のバインダ、好ましくは0.5重量%から4重量%のバインダを含む
    請求項1から3の何れか一つに記載の方法。
  5. 前記バインダの除去は、400℃未満の温度における前記ブラウンボディの熱処理を含む
    請求項1から4の何れか一つに記載の方法。
  6. 前記ブラウンボディの熱処理は、希ガス雰囲気、水素を含む雰囲気、および真空からなるグループの少なくとも一つにおいて実行される
    請求項5に記載の方法。
  7. 前記バインダの除去は、30分から20時間、好ましくは2時間から6時間実行される
    請求項1から6の何れか一つに記載の方法。
  8. 前記バインダの少なくとも90重量%、好ましくは95重量%以上が除去される
    請求項1から7の何れか一つに記載の方法。
  9. 溶媒に前記バインダおよび前記紛体を混合することを更に含む
    請求項1から8の何れか一つに記載の方法。
  10. 前記溶媒をアーティクル前駆体から除去して、前記ブラウンボディを製造する
    請求項9に記載の方法。
  11. 前記溶媒の除去は、100℃未満の温度において前記アーティクル前駆体を乾燥させることを含む
    請求項10に記載の方法。
  12. 前記溶媒は、2,2,4−トリメチルペンタン、イソプロパノール、3メトキシ−1−ブタノール、プロピルアセテート、ジメチルカルボネート、およびメチルエチルケトンから構成されるグループの内の一つを含んでいる
    請求項9から11の何れか一つに記載の方法。
  13. 前記バインダは、ポリプロピレンカルボネートであり、前記溶媒は、メチルエチルケトンである
    請求項9から12の何れか一つに記載の方法。
  14. 前記ブラウンボディを機械的に形成する工程を更に含む
    請求項1から13の何れか一つに記載の方法。
  15. 前記ブラウンボディの機械的な形成は、注入モールド、押し出し成形、フォイル加工、スクリーン印刷、3次元スクリーン印刷、およびカレンダー加工から構成されるグループの内の一つを含む
    請求項14に記載の方法。
  16. 前記ブラウンボディの機械的な形成は、流動層粒状化を含む
    請求項14に記載の方法。
  17. 前記ブラウンボディの機械的な形成は、当該ブラウンボディを押し出し成形してロッドを形成し、当該ロッドをシンギュレートして複数のブラウンボディを形成して、更に当該複数のブラウンボディを丸くする工程を含む
    請求項14に記載の方法。
  18. 前記グリーンボディの焼結処理は、900℃と1200℃の間、好ましくは1050℃と1150℃の間の温度での熱処理すること含む
    請求項1から17の何れか一つに記載の方法。
  19. 前記焼結処理は、希ガス雰囲気、水素を含む雰囲気、もしくは真空中で実行される
    請求項18に記載の方法。
  20. 前記焼結処理は、トータルな焼結時間ttotの間に実行され、前記グリーンボディは、0.95ttotから0.75ttotの間真空中で焼結され、続いて0.05ttotから0.25ttotの間希ガス中もしくは水素を含む雰囲気中で焼結される
    請求項18に記載の方法。
  21. 前記磁気熱量活性相はLa1−a(Fe1−x−y13であり、ここでMはSiであり、そして付随的にはAlであり、TはMn,Co,Ni,Ti,VおよびCrから構成されるグループからの一つもしくはそれ以上の元素であり、更にRはCe,Nd,YおよびPrから構成されるグループからの一つもしくはそれ以上の元素であり、ここで0≦a≦0.5, 0.05≦x≦0.2, 0.003≦y≦0.2, 0≦z≦3, および0≦b≦1.5である
    請求項1から20の何れか一つに記載の方法。
  22. 1.2≦z≦3である
    請求項21に記載の方法。
  23. 0.005≦a≦0.5である
    請求項21または22に記載の方法。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110355372A (zh) * 2019-07-18 2019-10-22 北京科技大学 一种通过粉末轧制制备高硅钢薄片的方法

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102018210838B3 (de) * 2018-07-02 2019-11-21 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Verfahren zur Herstellung eines magnetokalorischen Bauteils
US20220362851A1 (en) * 2021-05-13 2022-11-17 Virginia Commonwealth University 3D printed magnetocaloric devices with controlled microchannels and magnetic anisotropy and methods of making the same
CN113247973B (zh) * 2021-06-28 2023-04-18 河南工程学院 过渡金属Cr插层的硫族磁性化合物的制备方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6221753A (ja) * 1985-07-17 1987-01-30 三井化学株式会社 成形体製造用組成物
JP2007031831A (ja) * 2005-06-23 2007-02-08 Sumitomo Metal Mining Co Ltd 磁気冷凍用希土類−鉄−水素系合金粉末とその製造方法、および得られる押出構造体とその製造方法、並びにそれを用いた磁気冷凍システム
JP2007291437A (ja) * 2006-04-24 2007-11-08 Hitachi Metals Ltd 磁気冷凍作業ベッド用の焼結体およびその製造方法
JP2012041631A (ja) * 2010-08-18 2012-03-01 Vacuumschmelze Gmbh & Co Kg 磁気熱交換のための作動コンポーネントと磁気冷却のための作動コンポーネントを生産する方法。

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5722032A (en) * 1996-07-01 1998-02-24 General Motors Corporation AC generator rotor segment
US6319459B1 (en) * 1999-10-18 2001-11-20 Kemet Electronics Corporation Removal of organic acid based binders from powder metallurgy compacts
US6179894B1 (en) * 1999-11-29 2001-01-30 Delphi Technologies, Inc. Method of improving compressibility of a powder and articles formed thereby
US6676772B2 (en) 2001-03-27 2004-01-13 Kabushiki Kaisha Toshiba Magnetic material
US6615935B2 (en) * 2001-05-01 2003-09-09 Smith International, Inc. Roller cone bits with wear and fracture resistant surface
JP3967572B2 (ja) 2001-09-21 2007-08-29 株式会社東芝 磁気冷凍材料
US7578892B2 (en) * 2005-03-31 2009-08-25 Hitachi Metals, Ltd. Magnetic alloy material and method of making the magnetic alloy material
JP5675767B2 (ja) * 2009-03-24 2015-02-25 ビーエーエスエフ ソシエタス・ヨーロピアBasf Se 熱交換器のための熱磁気成形体を製造するための印刷方法
WO2011053351A1 (en) * 2009-10-30 2011-05-05 Iowa State University Research Foundation, Inc. Preparation of r5x4 materials by carbothermic processing
GB2482880B (en) * 2010-08-18 2014-01-29 Vacuumschmelze Gmbh & Co Kg An article for magnetic heat exchange and a method of fabricating a working component for magnetic heat exchange
US8674018B2 (en) * 2011-09-07 2014-03-18 Basf Se Binder and process for producing metallic or ceramic moldings in powder injection molding
FR2988206B1 (fr) * 2012-03-16 2014-05-02 Erasteel Procede de fabrication d'un element magnetocalorique, et element magnetocalorique ainsi obtenu
JP2017513990A (ja) * 2014-04-17 2017-06-01 ビーエーエスエフ ソシエタス・ヨーロピアBasf Se 成形体で使用するためのエポキシ樹脂

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6221753A (ja) * 1985-07-17 1987-01-30 三井化学株式会社 成形体製造用組成物
JP2007031831A (ja) * 2005-06-23 2007-02-08 Sumitomo Metal Mining Co Ltd 磁気冷凍用希土類−鉄−水素系合金粉末とその製造方法、および得られる押出構造体とその製造方法、並びにそれを用いた磁気冷凍システム
JP2007291437A (ja) * 2006-04-24 2007-11-08 Hitachi Metals Ltd 磁気冷凍作業ベッド用の焼結体およびその製造方法
JP2012041631A (ja) * 2010-08-18 2012-03-01 Vacuumschmelze Gmbh & Co Kg 磁気熱交換のための作動コンポーネントと磁気冷却のための作動コンポーネントを生産する方法。

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110355372A (zh) * 2019-07-18 2019-10-22 北京科技大学 一种通过粉末轧制制备高硅钢薄片的方法

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