JP5455536B2 - 極低温用蓄冷材を用いた冷凍機 - Google Patents
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Description
まず、高周波溶解によりEr3Ni母合金を作製した。このEr3Ni母合金を約1373Kで溶融し、この溶湯をAr雰囲気中(圧力=約101kPa)で回転円盤上に滴下して急冷凝固させた。得られた粒体を形状分級ならびに篩分し、粒径0.2〜0.3mmの球状粒体を1kg選別した。この球状粒体は、アスペクト比が5以下の粒子が全粒体の90重量%以上の割合で存在していた。このような工程を複数回行って、10ロットの球状Er3Ni粒体を得た。
実施例1と同様にして、粒径が0.2〜0.3mmで、アスペクト比が5以下の粒子が全粒体の90重量%以上の球状Er3Ni粒体を10ロット作製した。次に、これら10ロットの球状Er3Ni粒体から各ロット毎に1gの粒子を無作為に抽出した。これら抽出した粒体をそれぞれ図1に示した機械的強度評価用ダイス2中に充填して、インストロン型の圧縮試験機で5MPaの圧縮力(クロスヘッドスピード=0.1mm/min)を加えた。試験後の各粒体を形状分級ならびに篩分けし、破壊した球状Er3Ni粒子の重量を測定した。破壊した粒子の存在比率を表1に示す。
実施例1で作製した10ロットの球状Er3Ni粒体の中から5MPaの圧縮力を加えたときに破壊した球状Er3Ni粒子の存在比率が1.3重量%であるロットを選別した。選別したEr3Niからなる磁性蓄冷材球状粒体を、蓄冷容器に充填率70%で充填した後、実施例1と同様に2段式GM冷凍機に組込んで冷凍試験を行った。その結果を表1に示す。
実施例1と同様にして、粒径が0.2〜0.3mmで、アスペクト比が5以下の粒子が全粒体の90重量%以上の球状Er3Ni粒体を10ロット作製した。次に、これら10ロットの球状Er3Ni粒体から各ロット毎に1gの粒子を無作為に抽出した。この抽出した粒体をそれぞれ図1に示した機械的強度評価用ダイス1中に充填して、インストロン型の圧縮試験機で3MPaの圧縮力(クロスヘッドスピード=0.1mm/min)を加えたが、ほとんど破壊は生じなかった。このように、5MPa未満の圧縮力ではほとんど破壊が起こらず、信頼性を評価することはできない。
高周波溶解によりEr3Co母合金を作製した。このEr3Co母合金を約1373Kで溶融し、この溶湯をAr雰囲気中(圧力=約101kPa)で回転円盤上に滴下して急冷凝固させた。得られた粒体を形状分級ならびに篩分し、粒径200〜300μmの球状粒体を1kg選別した。この球状粒体は、アスペクト比が5以下の粒子が全粒体の90重量%以上の割合で存在していた。このような工程を複数回行って10ロットの球状Er3Co粒体を得た。
高周波溶解によりErAg母合金を作製した。このErAg母合金を約1573Kで溶融し、この溶湯をAr雰囲気中(圧力=約101kPa)で回転円盤上に滴下して急冷凝固させた。得られた粒体を形状分級ならびに篩分し、粒径0.2〜0.3mmの球状粒体を1kg選別した。この球状粒体は、アスペクト比が5以下の粒子が全粒体の90重量%以上の割合で存在していた。このような工程を複数回行って、5ロットの球状ErAg粒体を得た。
まず、高周波溶解によりErNi母合金を作製した。このErNi母合金を約1473Kで溶融し、この溶湯をAr雰囲気中(圧力=約101kPa)で回転円盤上に滴下して急冷凝固させた。得られた粒体を形状分級ならびに篩分し、粒径0.25〜0.35mmの球状粒体を1kg選別した。この球状粒体は、アスペクト比が5以下の粒子が全粒体の90重量%以上の割合で存在していた。このような工程を複数回行って、5ロットの球状ErNi粒体を得た。また同様に、球状Ho2Al粒体を5ロット作製した。
高周波溶解によりHoCu2母合金を作製した。このHoCu2母合金を約1373Kで溶融し、この溶湯をAr雰囲気中(圧力=約101kPa)で回転円盤上に滴下して急冷凝固させた。得られた粒体を形状分級ならびに篩分し、粒径0.2〜0.3mmに調整した後、傾斜振動板法による形状分級を行い、球状粒体を1kg選別した。この球状粒体はアスペクト比が5以下の粒子が全粒体の90重量%以上の割合で存在していた。このような工程を複数回行って、5ロットの球状HoCu2粒体を得た。ここで、球状HoCu2粒体の各ロットは形状分級の条件、例えば傾斜角、振動強度等を調整することで球状度を変化させた。
まず、高周波溶解によりEr3Ni母合金を作製した。このEr3Ni母合金を約1373Kで溶融し、この溶湯をAr雰囲気中(圧力=約101kPa)で回転円盤上に滴下して急冷凝固させた。得られた粒体を篩分して、粒径0.2〜0.3mmの粒体を得た。さらに、得られた粒体に傾斜振動法による形状分級を行い、部分異形性の大きい粒子を除去し、部分異形性の小さいEr3Ni球状粒子を選別した。
高周波溶解によりEr3Ni母合金を作製した。このEr3Ni母合金を約1300Kで溶融し、この溶湯をAr雰囲気中(圧力=約30kPa)で回転円盤上に滴下して急冷凝固させた。得られた粒体を篩分して、粒径0.2〜0.3mmの粒体を得た。さらに、得られた粒体に実施例6と同様に傾斜振動法による形状分級を行い、部分異形性の大きい粒子を除去し、部分異形性の小さいEr3Ni球状粒子を選別した。
実施例7と同様に作製および篩分けした粒体に対し、実施例7に比べて振動板の傾斜角が小さな条件で形状分級を行って、Er3Ni球状粒体を選別した。得られたEr3Ni球状粒体のアスペクト比を測定したところ、全ての粒子のアスペクト比は5以下であった。また、実施例7と同様にして、Er3Ni球状粒体の形状因子Rを評価したところ、R>1.5の粒子の存在比率は7%であり、またR>1.3の粒子の存在比率は24%であった。
高周波溶解によりEr3Ni母合金を作製した。このEr3Ni母合金を約1273Kで溶融し、この溶湯をAr雰囲気中(圧力=約101kPa)で回転円盤上に滴下して急冷凝固させた。得られた粒体を篩分して、粒径0.2〜0.3mmの粒体を得た。さらに、得られた粒体に比較例6と同様に傾斜振動法による形状分級を行って球状粒子を選別した。
高周波溶解によりEr3Co母合金を作製した。このEr3Co母合金を約1373Kで溶融し、この溶湯をAr雰囲気中(圧力=約101kPa)で回転円盤上に滴下して急冷凝固させた。得られた粒体を篩分して、粒径0.2〜0.3mmの粒体を得た。さらに、得られた粒体に傾斜振動法による形状分級を行い、部分異形性の大きい粒子を除去し、部分異形性の小さいEr3Co球状粒子を選別した。
Claims (4)
- 磁性蓄冷材粒体を具備する極低温用蓄冷材を用いた冷凍機であって、
前記磁性蓄冷材粒体を構成する磁性蓄冷材粒子個々の投影像の周囲長をL、前記投影像の実面積をAとしたとき、前記磁性蓄冷材粒体はL2/4πAで表される形状因子Rが1.5を超える前記磁性蓄冷材粒子の比率が5%以下であり、前記磁性蓄冷材粒体を構成する磁性蓄冷材粒子のうち、前記磁性蓄冷材粒体1gにインストロン型の圧縮試験機にてクロスヘッドスピード0.1mm/minで5MPaの圧縮力を加えたときに破壊する前記磁性蓄冷材粒子の比率が0.001〜0.216重量%であり、前記磁性蓄冷材粒体は、前記磁性蓄冷材粒子の70重量%以上が短径に対する長径の比が5以下であり、前記磁性蓄冷材粒体は、前記磁性蓄冷材粒子の70重量%以上が0.1〜0.5mmの範囲の粒径を有し、かつ前記磁性蓄冷材粒体は、Er 3 NiまたはEr 3 Coで表される希土類元素を含む金属間化合物からなり、かつ5000時間の連続運転の間の冷凍能力の低下が7mW以下の安定した冷凍能力を有することを特徴とする極低温用蓄冷材を用いた冷凍機。 - 磁性蓄冷材粒体を具備する極低温用蓄冷材を用いた冷凍機であって、
前記磁性蓄冷材粒体を構成する磁性蓄冷材粒子個々の投影像の周囲長をL、前記投影像の実面積をAとしたとき、前記磁性蓄冷材粒体はL 2 /4πAで表される形状因子Rが1.5を超える前記磁性蓄冷材粒子の比率が5%以下であり、前記磁性蓄冷材粒体を構成する磁性蓄冷材粒子のうち、前記磁性蓄冷材粒体1gにインストロン型の圧縮試験機にてクロスヘッドスピード0.1mm/minで5MPaの圧縮力を加えたときに破壊する前記磁性蓄冷材粒子の比率が0.001〜0.107重量%であり、前記磁性蓄冷材粒体は、前記磁性蓄冷材粒子の70重量%以上が短径に対する長径の比が5以下であり、前記磁性蓄冷材粒体は、前記磁性蓄冷材粒子の70重量%以上が0.1〜0.5mmの範囲の粒径を有し、かつ前記磁性蓄冷材粒体は、ErAg、ErNi、Ho 2 AlまたはHoCu 2 で表される希土類元素を含む金属間化合物からなり、かつ5000時間の連続運転の間の最低到達温度の上昇が1.7K以下の安定した冷凍能力を有することを特徴とする極低温用蓄冷材を用いた冷凍機。 - 蓄冷容器と、
前記蓄冷容器に充填された磁性蓄冷材粒体からなり、前記磁性蓄冷材粒体を構成する磁性蓄冷材粒子個々の投影像の周囲長をL、前記投影像の実面積をAとしたとき、前記磁性蓄冷材粒体はL2/4πAで表される形状因子Rが1.5を超える前記磁性蓄冷材粒子の比率が5%以下であり、前記磁性蓄冷材粒体を構成する磁性蓄冷材粒子のうち、前記磁性蓄冷材粒体1gにインストロン型の圧縮試験機にてクロスヘッドスピード0.1mm/minで5MPaの圧縮力を加えたときに破壊する前記磁性蓄冷材粒子の比率が0.001〜0.216重量%であり、前記磁性蓄冷材粒体は、前記磁性蓄冷材粒子の70重量%以上が短径に対する長径の比が5以下であり、前記磁性蓄冷材粒体は、前記磁性蓄冷材粒子の70重量%以上が0.1〜0.5mmの範囲の粒径を有し、かつ前記磁性蓄冷材粒体は、Er 3 NiまたはEr 3 Coで表される希土類元素を含む金属間化合物からなる極低温用蓄冷材と
を具備する極低温用蓄冷器を備え、
5000時間の連続運転の間の冷凍能力の低下が7mW以下の安定した冷凍能力を有することを特徴とする極低温用蓄冷材を用いた冷凍機。 - 蓄冷容器と、
前記蓄冷容器に充填された磁性蓄冷材粒体からなり、前記磁性蓄冷材粒体を構成する磁性蓄冷材粒子個々の投影像の周囲長をL、前記投影像の実面積をAとしたとき、前記磁性蓄冷材粒体はL 2 /4πAで表される形状因子Rが1.5を超える前記磁性蓄冷材粒子の比率が5%以下であり、前記磁性蓄冷材粒体を構成する磁性蓄冷材粒子のうち、前記磁性蓄冷材粒体1gにインストロン型の圧縮試験機にてクロスヘッドスピード0.1mm/minで5MPaの圧縮力を加えたときに破壊する前記磁性蓄冷材粒子の比率が0.001〜0.107重量%であり、前記磁性蓄冷材粒体は、前記磁性蓄冷材粒子の70重量%以上が短径に対する長径の比が5以下であり、前記磁性蓄冷材粒体は、前記磁性蓄冷材粒子の70重量%以上が0.1〜0.5mmの範囲の粒径を有し、かつ前記磁性蓄冷材粒体は、ErAg、ErNi、Ho 2 AlまたはHoCu 2 で表される希土類元素を含む金属間化合物からなる極低温用蓄冷材と
を具備する極低温用蓄冷器を備え、
5000時間の連続運転の間の最低到達温度の上昇が1.7K以下の安定した冷凍能力を有することを特徴とする極低温用蓄冷材を用いた冷凍機。
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