JPS6335703B2 - - Google Patents
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- JPS6335703B2 JPS6335703B2 JP60169789A JP16978985A JPS6335703B2 JP S6335703 B2 JPS6335703 B2 JP S6335703B2 JP 60169789 A JP60169789 A JP 60169789A JP 16978985 A JP16978985 A JP 16978985A JP S6335703 B2 JPS6335703 B2 JP S6335703B2
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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
- F25B21/00—Machines, plants or systems, using electric or magnetic effects
-
- 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
-
- 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]
Description
産業上の利用分野
本発明は磁気冷凍機の磁気冷凍作業物質及びそ
の製造方法に関する。 従来技術 近年、低温利用の範囲が著しく広がり、効率の
よい冷凍機の開発が要望されている。 従来の気体の圧縮−膨張を繰返す冷凍法では、
低温になるほど効率が低下する。そこで、全く新
しい原理に基づく磁気冷凍法が注目されるように
なつた。 一般に、磁性体を強磁界中に挿入し、磁気スピ
ンを整列状態にすると発熱が起こる。この熱を外
部に取去つた後、強磁界中から磁性体を引出し
て、磁気スピンを擾乱状態にすると吸熱が起こ
り、外部の冷凍対象物から熱を奪い冷凍する。磁
気冷凍法はこの原理を利用するもので、機構的に
は気体冷凍における気体の圧縮−膨張に対応す
る。20K（ケルビン）より低い温度では、逆カル
ノーサイクルが利用できるが、20K以上では格子
比熱が大きくなるので、蓄冷器を用いた逆エリク
ソンサイクルなどを利用しなければならない。 これらの磁気冷凍法は、従来の気体冷凍法に比
べて、高い冷凍効率が得られ、かつ圧縮機が不要
となるため振動や騒音が減り、小型軽量化やコン
ピユータ制御ができるなどの多くの優れた特徴を
もつている。このような優れた磁気冷凍法を実用
化するためには、高性能の磁気冷凍作業物質の開
発が不可欠である。 現在、20Kより低い温度領域における磁気冷凍
作業物質としては、Gd3Ga5O12、Gd3（Ga1−
xAlx）5O12などのガーネツト単結晶が優れた特性
を持つとされ、これを用いた磁気冷凍試験が行わ
れている。 前記のガーネツト系では、反強磁性−常磁性転
移のネール温度が1K近傍にあり、20K未満では
この転移が利用できるが、20K以上になると、外
部磁界による磁気エントロピー変化が小さくな
り、冷凍能力が著しく低下する。 20K〜300Kの温度領域の磁気冷凍機では、強
磁性−常磁性転移のキユリー温度近傍の外部磁界
による大きな磁気エントロピー変化を利用するの
が有利になる。この磁気冷凍作業物質には、キユ
リー温度が作業温度の範囲にあるものが要求され
る。 さらに、磁気モーメントが大きいこと、格子比
熱が小さいこと及び熱伝導率が大きいことが要求
される。 特に熱伝導率は磁気冷凍サイクルの動作速度を
決定する重要な因子であり、現在この温度域で優
れた特性を持つ物質の探索が行われている。 発明の目的 本発明は20〜300Kの温度領域において、磁気
エントロピーが大きく、熱伝導率の高い優れた磁
気冷凍性能を持つ磁気冷凍作業物質及びその製造
方法を提供するにある。 発明の構成 本発明者らは前記目的を達成すべく研究の結
果、磁気モーメントの大きい希土類元素のGd、
Dy及びErの元素から選ばれた単独または２種以
上を20〜80原子％、Zr、Hf、Al、Si及びGeの元
素から選ばれた単独または２種以上を10〜40原子
％、Cu及びNiの元素から選ばれた単独または２
種以上を10〜60原子％の組成からなる融体を、真
空中あるいは不活性ガス雰囲気中で、温度を制御
したCuあるいはAgテープで急冷して、非晶質合
金あるいは多層の微結晶集合合金とCuまたはAg
テープとを一体化させると、広い温度領域に亘つ
て磁気エントロピーが大きく、しかも熱伝導率の
高い磁気冷凍性能の優れた作業物質が得られるこ
とを究明し得た。この知見に基いて本発明を完成
した。 本発明の要旨は、 (1) Gd、Dy及びErの元素から選ばれた単独また
は２種以上を20〜80原子％、Zr、Hf、Al、Si
及びGeの元素から選ばれた単独または２種以
上を10〜40原子％、Cu及びNiの元素から選ば
れた単独または２種以上を10〜60原子％の組成
からなる非晶質合金または多相の微結晶集合合
金と、CuまたはAgテープを複合一体化したも
のからなる磁気冷凍作業物質。 (2) また、Gd、Dy及びErの元素から選ばれた単
独または２種以上を20〜80原子％、Zr、Hf、
Al、Si及びGeの元素から選ばれた単独または
２種以上を10〜40原子％、Cu及びNiの元素か
ら選ばれた単独または２種以上を10〜60原子％
の組成からなる融体を、真空中あるいは不活性
ガス雰囲気中で、移動する室温〜600℃のCuま
たはAgテープに接触急冷させ、非晶質合金あ
るいは多相の微結晶集合合金と、CuまたはAg
テープとを複合一体化することを特徴とする磁
気冷凍作業物質の製造方法にある。 Gd、Dy及びErの希土類元素は磁気モーメン
トが大きいため、これを含む合金は磁気冷凍作
業物質として優れている。これら元素の単独ま
たは２種以上を20〜80原子％含む合金が好まし
い。この希土類元素成分が80原子％を超えると
非晶質合金あるいは多相の微結晶集合合金が得
られず、ほぼ単相の結晶組織になり、冷凍能力
が著しく低下する。一方その量が20原子％より
少ないと磁気モーメントが小さくなるため磁気
エントロピーが急激に小さくなり、冷凍能力を
発揮しなくなるので、20〜80原子％であること
が好ましい。 Zr、Hf、Al、Si、Geは非晶質化元素であ
り、その成分が40原子％を超えると、非磁性の
ZrとCu、ZrとNiなどの化合物ができて非晶質
化が起こりにくくなる。一方、その量が10原子
％未満では非晶質合金が得にくくなる。 また、高密度で多相の微結晶集合合金を得る
ためにも、非晶質化元素を含有することが必要
である。 非晶質化元素成分が40原子％を超えると非磁
性のZrとCu、ZrとNiなどの化合物ができて微
結晶集合合金が得られなくなる。また、非晶質
化元素成分が10原子％未満では、結晶粒が粗大
化し、微結晶集合合金が得られなくなる。 Cu、NiはCuまたはAgテープとの親和力を
大きくするものであり、その成分が60原子％を
超えると非晶質合金、あるいは多相の微結晶集
合合金が得にくく、かつもろくなる。一方、そ
の量が10原子％未満では、Cu、Agテープとの
親和力が小さくなり、非晶質化あるいは微結晶
化が困難になる。 テープの温度は組成によつては室温でもよい
が、加熱すると、融体とのぬれ性が改善される
ため、合金との密接性が向上して熱伝導性がよ
くなり、また均一な厚さとなる。 従つて、50〜600℃とするのが好ましい。50
〜400℃では非晶質合金とCuまたはAgテープ
とが一体となつた複合テープが得られ、400〜
600℃では、高密度で多相の微結晶の集合から
なる合金とCu、またはAgテープとが一体化し
た複合テープが得られる。 前者の複合テープは非晶質合金の組成によつ
てキユリー温度を容易に制御することができ、
キユリー温度を中心とした広い温度領域に亘つ
て磁気エントロピーが大きく、さらにCuまた
はAgテープ部分を熱が伝導し、熱伝導率が高
く、磁気冷凍性能に優れ、特に冷凍サイクル効
率の高い磁気冷凍作業物質となる。 また、後者の複合テープは、多相の微結晶集
合合金の組成によつて各相のキユリー温度を
300〜20Kに分布するように制御でき、この温
度領域で磁気エントロピーが大きく、磁気エン
トロピーの温度による変化がゆるやかで、さら
にCuまたはAgテープ部分を熱が伝導し、熱伝
導率が高く、磁気冷凍性能に優れ、特に冷凍サ
イクル効率の高い磁気冷凍作業物質となる。 なお、テープの温度が600℃を超えると、結
晶粒が粗大化し、もろくなるので好ましくな
い。 磁気冷凍作業物質、即ち合金の厚さはCuま
たはAgテープ移動速度によつて制御できる。
この移動速度の大きいほど合金の厚さは薄くな
る。合金とテープの厚さの割合は、磁気冷凍機
の設計仕様に基いて選定することができる。一
般的に、テープの移動速度は５〜30ｍ／ｓで、
厚さは10〜100μｍであることが好ましい。10μ
ｍ未満では複合テープとしての安定性が不十分
となり、一方100μｍを超えると渦電流損が大
きくなつて磁気冷凍効率を低下させる。 実施例 １ あらかじめアーク溶解法で作製した表１に示す
組成のインゴツトをレビテーシヨン法で真空中で
溶解し、その融体を細孔ノズルから室温のCu冷
却体上に急冷して非晶質合金を作製した。つぎ
に、融体を細孔ノズルから、室温で速度20ｍ／ｓ
で移動する厚さ20μｍのCuテープ上に急冷し、厚
さ約20μｍの非晶質合金を付着させて複合テープ
を作製した。
の製造方法に関する。 従来技術 近年、低温利用の範囲が著しく広がり、効率の
よい冷凍機の開発が要望されている。 従来の気体の圧縮−膨張を繰返す冷凍法では、
低温になるほど効率が低下する。そこで、全く新
しい原理に基づく磁気冷凍法が注目されるように
なつた。 一般に、磁性体を強磁界中に挿入し、磁気スピ
ンを整列状態にすると発熱が起こる。この熱を外
部に取去つた後、強磁界中から磁性体を引出し
て、磁気スピンを擾乱状態にすると吸熱が起こ
り、外部の冷凍対象物から熱を奪い冷凍する。磁
気冷凍法はこの原理を利用するもので、機構的に
は気体冷凍における気体の圧縮−膨張に対応す
る。20K（ケルビン）より低い温度では、逆カル
ノーサイクルが利用できるが、20K以上では格子
比熱が大きくなるので、蓄冷器を用いた逆エリク
ソンサイクルなどを利用しなければならない。 これらの磁気冷凍法は、従来の気体冷凍法に比
べて、高い冷凍効率が得られ、かつ圧縮機が不要
となるため振動や騒音が減り、小型軽量化やコン
ピユータ制御ができるなどの多くの優れた特徴を
もつている。このような優れた磁気冷凍法を実用
化するためには、高性能の磁気冷凍作業物質の開
発が不可欠である。 現在、20Kより低い温度領域における磁気冷凍
作業物質としては、Gd3Ga5O12、Gd3（Ga1−
xAlx）5O12などのガーネツト単結晶が優れた特性
を持つとされ、これを用いた磁気冷凍試験が行わ
れている。 前記のガーネツト系では、反強磁性−常磁性転
移のネール温度が1K近傍にあり、20K未満では
この転移が利用できるが、20K以上になると、外
部磁界による磁気エントロピー変化が小さくな
り、冷凍能力が著しく低下する。 20K〜300Kの温度領域の磁気冷凍機では、強
磁性−常磁性転移のキユリー温度近傍の外部磁界
による大きな磁気エントロピー変化を利用するの
が有利になる。この磁気冷凍作業物質には、キユ
リー温度が作業温度の範囲にあるものが要求され
る。 さらに、磁気モーメントが大きいこと、格子比
熱が小さいこと及び熱伝導率が大きいことが要求
される。 特に熱伝導率は磁気冷凍サイクルの動作速度を
決定する重要な因子であり、現在この温度域で優
れた特性を持つ物質の探索が行われている。 発明の目的 本発明は20〜300Kの温度領域において、磁気
エントロピーが大きく、熱伝導率の高い優れた磁
気冷凍性能を持つ磁気冷凍作業物質及びその製造
方法を提供するにある。 発明の構成 本発明者らは前記目的を達成すべく研究の結
果、磁気モーメントの大きい希土類元素のGd、
Dy及びErの元素から選ばれた単独または２種以
上を20〜80原子％、Zr、Hf、Al、Si及びGeの元
素から選ばれた単独または２種以上を10〜40原子
％、Cu及びNiの元素から選ばれた単独または２
種以上を10〜60原子％の組成からなる融体を、真
空中あるいは不活性ガス雰囲気中で、温度を制御
したCuあるいはAgテープで急冷して、非晶質合
金あるいは多層の微結晶集合合金とCuまたはAg
テープとを一体化させると、広い温度領域に亘つ
て磁気エントロピーが大きく、しかも熱伝導率の
高い磁気冷凍性能の優れた作業物質が得られるこ
とを究明し得た。この知見に基いて本発明を完成
した。 本発明の要旨は、 (1) Gd、Dy及びErの元素から選ばれた単独また
は２種以上を20〜80原子％、Zr、Hf、Al、Si
及びGeの元素から選ばれた単独または２種以
上を10〜40原子％、Cu及びNiの元素から選ば
れた単独または２種以上を10〜60原子％の組成
からなる非晶質合金または多相の微結晶集合合
金と、CuまたはAgテープを複合一体化したも
のからなる磁気冷凍作業物質。 (2) また、Gd、Dy及びErの元素から選ばれた単
独または２種以上を20〜80原子％、Zr、Hf、
Al、Si及びGeの元素から選ばれた単独または
２種以上を10〜40原子％、Cu及びNiの元素か
ら選ばれた単独または２種以上を10〜60原子％
の組成からなる融体を、真空中あるいは不活性
ガス雰囲気中で、移動する室温〜600℃のCuま
たはAgテープに接触急冷させ、非晶質合金あ
るいは多相の微結晶集合合金と、CuまたはAg
テープとを複合一体化することを特徴とする磁
気冷凍作業物質の製造方法にある。 Gd、Dy及びErの希土類元素は磁気モーメン
トが大きいため、これを含む合金は磁気冷凍作
業物質として優れている。これら元素の単独ま
たは２種以上を20〜80原子％含む合金が好まし
い。この希土類元素成分が80原子％を超えると
非晶質合金あるいは多相の微結晶集合合金が得
られず、ほぼ単相の結晶組織になり、冷凍能力
が著しく低下する。一方その量が20原子％より
少ないと磁気モーメントが小さくなるため磁気
エントロピーが急激に小さくなり、冷凍能力を
発揮しなくなるので、20〜80原子％であること
が好ましい。 Zr、Hf、Al、Si、Geは非晶質化元素であ
り、その成分が40原子％を超えると、非磁性の
ZrとCu、ZrとNiなどの化合物ができて非晶質
化が起こりにくくなる。一方、その量が10原子
％未満では非晶質合金が得にくくなる。 また、高密度で多相の微結晶集合合金を得る
ためにも、非晶質化元素を含有することが必要
である。 非晶質化元素成分が40原子％を超えると非磁
性のZrとCu、ZrとNiなどの化合物ができて微
結晶集合合金が得られなくなる。また、非晶質
化元素成分が10原子％未満では、結晶粒が粗大
化し、微結晶集合合金が得られなくなる。 Cu、NiはCuまたはAgテープとの親和力を
大きくするものであり、その成分が60原子％を
超えると非晶質合金、あるいは多相の微結晶集
合合金が得にくく、かつもろくなる。一方、そ
の量が10原子％未満では、Cu、Agテープとの
親和力が小さくなり、非晶質化あるいは微結晶
化が困難になる。 テープの温度は組成によつては室温でもよい
が、加熱すると、融体とのぬれ性が改善される
ため、合金との密接性が向上して熱伝導性がよ
くなり、また均一な厚さとなる。 従つて、50〜600℃とするのが好ましい。50
〜400℃では非晶質合金とCuまたはAgテープ
とが一体となつた複合テープが得られ、400〜
600℃では、高密度で多相の微結晶の集合から
なる合金とCu、またはAgテープとが一体化し
た複合テープが得られる。 前者の複合テープは非晶質合金の組成によつ
てキユリー温度を容易に制御することができ、
キユリー温度を中心とした広い温度領域に亘つ
て磁気エントロピーが大きく、さらにCuまた
はAgテープ部分を熱が伝導し、熱伝導率が高
く、磁気冷凍性能に優れ、特に冷凍サイクル効
率の高い磁気冷凍作業物質となる。 また、後者の複合テープは、多相の微結晶集
合合金の組成によつて各相のキユリー温度を
300〜20Kに分布するように制御でき、この温
度領域で磁気エントロピーが大きく、磁気エン
トロピーの温度による変化がゆるやかで、さら
にCuまたはAgテープ部分を熱が伝導し、熱伝
導率が高く、磁気冷凍性能に優れ、特に冷凍サ
イクル効率の高い磁気冷凍作業物質となる。 なお、テープの温度が600℃を超えると、結
晶粒が粗大化し、もろくなるので好ましくな
い。 磁気冷凍作業物質、即ち合金の厚さはCuま
たはAgテープ移動速度によつて制御できる。
この移動速度の大きいほど合金の厚さは薄くな
る。合金とテープの厚さの割合は、磁気冷凍機
の設計仕様に基いて選定することができる。一
般的に、テープの移動速度は５〜30ｍ／ｓで、
厚さは10〜100μｍであることが好ましい。10μ
ｍ未満では複合テープとしての安定性が不十分
となり、一方100μｍを超えると渦電流損が大
きくなつて磁気冷凍効率を低下させる。 実施例 １ あらかじめアーク溶解法で作製した表１に示す
組成のインゴツトをレビテーシヨン法で真空中で
溶解し、その融体を細孔ノズルから室温のCu冷
却体上に急冷して非晶質合金を作製した。つぎ
に、融体を細孔ノズルから、室温で速度20ｍ／ｓ
で移動する厚さ20μｍのCuテープ上に急冷し、厚
さ約20μｍの非晶質合金を付着させて複合テープ
を作製した。
【表】
得られた非晶質合金および複合テープの磁化の
温度による変化を7.5T（テスラ）までの磁界Ｈ中
で測定し、主要な磁気冷凍性能である磁気エント
ロピー△SMを求めた。磁気エントロピーの最大
値△SMmax、△SMmaxを示す温度Tmax、△SM
maxに対して△SMが60％以上の値を示す温度範
囲△T60、および熱伝導率λを表２に示す。
温度による変化を7.5T（テスラ）までの磁界Ｈ中
で測定し、主要な磁気冷凍性能である磁気エント
ロピー△SMを求めた。磁気エントロピーの最大
値△SMmax、△SMmaxを示す温度Tmax、△SM
maxに対して△SMが60％以上の値を示す温度範
囲△T60、および熱伝導率λを表２に示す。
【表】
【表】
△SMの温度による変化はゆるやかで、△T60は
非常に広い。また、△SMmax、Tmax、△T60
は、希土類元素の種類やその含有量を変化させる
ことによつて容易に制御できる。非晶質合金と複
合テープの△SMmax、λを比較すると、Cuテー
プとの複合によつて、△SMmaxは2/3程度に低下
するが、λは著しく高くなる。この非晶質合金複
合テープを磁気冷凍作業物質として用いると、広
い温度領域高い冷凍能力を発揮し、サイクル効率
の高い磁気冷凍機が可能になる。 実施例 ２
非常に広い。また、△SMmax、Tmax、△T60
は、希土類元素の種類やその含有量を変化させる
ことによつて容易に制御できる。非晶質合金と複
合テープの△SMmax、λを比較すると、Cuテー
プとの複合によつて、△SMmaxは2/3程度に低下
するが、λは著しく高くなる。この非晶質合金複
合テープを磁気冷凍作業物質として用いると、広
い温度領域高い冷凍能力を発揮し、サイクル効率
の高い磁気冷凍機が可能になる。 実施例 ２
【表】
あらかじめアーク溶解法で作製した表３に示す
組成のインゴツトをレビテーシヨン法で真空中で
溶解し、その融体を細孔ノズルから、480℃に加
熱したCU冷却体上に急冷して多相の微結晶集合
合金を作製した。つぎに、融体を細孔ノズルか
ら、480℃に加熱した速度20ｍ／ｓで移動する厚
さ20μｍのCuテープ上に急冷し、厚さ約20μｍの
多相の微結晶集合合金を付着させて複合テープを
作製した。 多相の微結晶集合合金および複合テープの△
SMmax、Tmax、△T60、およびλを表４に示
す。
組成のインゴツトをレビテーシヨン法で真空中で
溶解し、その融体を細孔ノズルから、480℃に加
熱したCU冷却体上に急冷して多相の微結晶集合
合金を作製した。つぎに、融体を細孔ノズルか
ら、480℃に加熱した速度20ｍ／ｓで移動する厚
さ20μｍのCuテープ上に急冷し、厚さ約20μｍの
多相の微結晶集合合金を付着させて複合テープを
作製した。 多相の微結晶集合合金および複合テープの△
SMmax、Tmax、△T60、およびλを表４に示
す。
【表】
この多相の微結晶集合合金は、キユリー温度
Tcの異なるGdCu（Tc＝90K）、GdCuAl（Tc＝
67K）、GdAl2（Tc＝168K）、GdSi（Tc＝50K）お
よび、DyNi（Tc＝48K）、DyNiAl（Tc＝39K）、
DyAl2（Tc＝68K）、DySi2（Tc＝17K）などの微
結晶からなるため、△SMの温度による変化が非
常にゆるやかになり、△T60は広い。また、
Tmax、△T60は、希土類元素の種類やその含有
量を変化させることによつて容易に制御できる。
多相の微結晶集合合金と複合テープの△SMmax、
λを比較すると、Cuテープとの複合によつて、
△SMmaxは2/3程度に低下するが、λは著しく高
くなる。この多相の微結晶集合合金複合テープを
磁気冷凍作業物質として用いると、広い温度領域
で高い冷凍能力を発揮し、サイクル効率の高い磁
気冷凍機が可能になる。 実施例１、２において、Cu基板温度を100℃以
上に加熱した場合、合金の厚さの均一性や、合金
とCu基板との密接性の改善が認められた。 なお、実施例ではCuテープを使用した場合を
示したが、これに代えAgテープを使用した場合
も同様な結果が得られた。 発明の効果 本発明の非晶質合金あるいは多相の微結晶集合
合金とCuまたはAgテープとを一体化した複合テ
ープは、組成によつてキユリー温度を容易に制御
することができ、キユリー温度を中心とした広い
温度領域にわたつて磁気エントロピーが大きく、
かつ磁気エントロピーの温度による変化がゆるや
かで磁気熱量効果が大きく、熱伝導率の高い、優
れた磁気冷凍作業物質である。 したがつて、室温から20Kの低温環境発生用磁
気冷凍機が可能になる。この磁気冷凍機は効率が
従来のガス冷凍機のそれより高くなるとともに小
形化、軽量化することができる。
Tcの異なるGdCu（Tc＝90K）、GdCuAl（Tc＝
67K）、GdAl2（Tc＝168K）、GdSi（Tc＝50K）お
よび、DyNi（Tc＝48K）、DyNiAl（Tc＝39K）、
DyAl2（Tc＝68K）、DySi2（Tc＝17K）などの微
結晶からなるため、△SMの温度による変化が非
常にゆるやかになり、△T60は広い。また、
Tmax、△T60は、希土類元素の種類やその含有
量を変化させることによつて容易に制御できる。
多相の微結晶集合合金と複合テープの△SMmax、
λを比較すると、Cuテープとの複合によつて、
△SMmaxは2/3程度に低下するが、λは著しく高
くなる。この多相の微結晶集合合金複合テープを
磁気冷凍作業物質として用いると、広い温度領域
で高い冷凍能力を発揮し、サイクル効率の高い磁
気冷凍機が可能になる。 実施例１、２において、Cu基板温度を100℃以
上に加熱した場合、合金の厚さの均一性や、合金
とCu基板との密接性の改善が認められた。 なお、実施例ではCuテープを使用した場合を
示したが、これに代えAgテープを使用した場合
も同様な結果が得られた。 発明の効果 本発明の非晶質合金あるいは多相の微結晶集合
合金とCuまたはAgテープとを一体化した複合テ
ープは、組成によつてキユリー温度を容易に制御
することができ、キユリー温度を中心とした広い
温度領域にわたつて磁気エントロピーが大きく、
かつ磁気エントロピーの温度による変化がゆるや
かで磁気熱量効果が大きく、熱伝導率の高い、優
れた磁気冷凍作業物質である。 したがつて、室温から20Kの低温環境発生用磁
気冷凍機が可能になる。この磁気冷凍機は効率が
従来のガス冷凍機のそれより高くなるとともに小
形化、軽量化することができる。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ Gd、Dy及びErの元素から選ばれた単独また
は２種以上を20〜80原子％、Zr、Hf、Al、Si及
びGeの元素から選ばれた単独または２種以上を
10〜40原子％、Cu及びNiの元素から選ばれた単
独または２種以上を10〜60原子％の組成からなる
非晶質合金または多相の微結晶集合合金と、Cu
またはAgテープを複合一体化したものからなる
磁気冷凍作業物質。 ２ Gd、Dy及びErの元素から選ばれた単独また
は２種以上を20〜80原子％、Zr、Hf、Al、Si及
びGeの元素から選ばれた単独または２種以上を
10〜40原子％、Cu及びNiの元素から選ばれた単
独または２種以上を10〜60原子％の組成からなる
融体を真空中あるいは不活性ガス雰囲気中で、移
動する室温〜600℃のCuまたはAgテープに接触
急冷させ、非晶質合金または多相の微結晶集合合
金と、CuまたはAgテープとを複合一体化するこ
とを特徴とする磁気冷凍作業物質の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60169789A JPS6230829A (ja) | 1985-08-02 | 1985-08-02 | 磁気冷凍作業物質及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60169789A JPS6230829A (ja) | 1985-08-02 | 1985-08-02 | 磁気冷凍作業物質及びその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6230829A JPS6230829A (ja) | 1987-02-09 |
| JPS6335703B2 true JPS6335703B2 (ja) | 1988-07-15 |
Family
ID=15892906
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60169789A Granted JPS6230829A (ja) | 1985-08-02 | 1985-08-02 | 磁気冷凍作業物質及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6230829A (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07122119B2 (ja) * | 1989-07-04 | 1995-12-25 | 健 増本 | 機械的強度、耐食性、加工性に優れた非晶質合金 |
| US5186765A (en) * | 1989-07-31 | 1993-02-16 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Cold accumulating material and method of manufacturing the same |
| JPH0696916A (ja) * | 1991-03-14 | 1994-04-08 | Takeshi Masumoto | 磁気冷凍作業物質とその製造方法 |
| US5462610A (en) * | 1993-07-08 | 1995-10-31 | Iowa State University Research Foundation, Inc. | Lanthanide Al-Ni base Ericsson cycle magnetic refrigerants |
| CN103334043B (zh) * | 2013-03-22 | 2015-07-08 | 中国科学院物理研究所 | 一种可用作磁制冷材料的磁性合金 |
-
1985
- 1985-08-02 JP JP60169789A patent/JPS6230829A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6230829A (ja) | 1987-02-09 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |