KR101574843B1 - Method for classifying articles and method for fabricating a magnetocalorically active working component for magnetic heat exchange - Google Patents

Method for classifying articles and method for fabricating a magnetocalorically active working component for magnetic heat exchange Download PDF

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Abstract

본 발명은 물품의 분류 방법 및 자기 열 교환용 자기열량적 활성 작업부품의 제조 방법에 관한 것으로, 상기 방법은, 분류될 물품들의 공급원을 제공하는 단계, 이때 상기 공급원은 상이한 자기 전이 온도를 갖는 자기열량적 활성물질을 포함하는 물품을 포함하며; 상이한 온도에서 자기장을 상기 공급원에 순차적으로 인가하는 단계, 이때 자기장은 물품의 부분의 관성보다 더 큰 자기력을 공급원에 작용하기에 충분하여서, 물품의 부분을 이동하게 하여 물품 부분을 생성하며; 및 각 온도에서 물품 부분을 수집하여 상이한 자기 전이 온도의 복수의 별도의 물품 부분을 제공하여, 자기 전이 온도에 따라 자기열량적 활성 물질을 포함하는 물품을 분류하는 단계를 포함한다.The present invention relates to a method of sorting articles and a method of manufacturing a magnetorheological active workpiece for magnetic heat exchange, the method comprising the steps of providing a source of articles to be sorted, the source being a magnet having a different magnetic transition temperature An article comprising a thermally active material; Sequentially applying a magnetic field to the source at different temperatures, wherein the magnetic field is sufficient to cause a magnetic force greater than the inertia of the portion of the article to act on the source to move the portion of the article to produce the article portion; And collecting the article portion at each temperature to provide a plurality of discrete article portions having different magnetic transition temperatures to classify the article comprising the thermo-volatile active material according to the magnetic transition temperature.

Description

물품의 분류 방법 및 자기 열 교환용 자기열량적 활성 작업부품의 제조 방법{Method for classifying articles and method for fabricating a magnetocalorically active working component for magnetic heat exchange}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of classifying articles and a method of manufacturing magnetically active workpieces for magnetic heat exchange,

본 출원은 물품(article)의 분류 방법, 특히 자기열량적 활성 물질을 포함하는 입자의 분류 방법, 및 자기 열교환용 자기열량적 활성 작업부품(working component)을 제조하는 방법에 관한 것이다.The present application relates to a method of classifying articles, in particular to a method of classifying particles comprising a magnetocalorically active material, and to a method of producing a magnetocalorically active working component for magnetic heat exchange.

자기열량 효과는 자기적으로 유도된 엔트로피 변화를 열의 방출 또는 흡수로의 단열 전환을 기재한다. 따라서, 자기장을 자기열량적 물질에 적용하는 것에 의해, 열의 방출 또는 흡수를 초래하는 엔트로피 변화가 유도될 수 있다. 이 효과는 자기 열 교환기에 활용되어 냉장 및/또는 가열을 제공한다. The magnetocaloric effect describes magnetically induced entropy changes to heat release or adiabatic conversion to absorption. Thus, by applying a magnetic field to a magnetocaloric material, an entropy change that results in the release or absorption of heat can be induced. This effect is utilized in magnetic heat exchangers to provide refrigeration and / or heating.

실온에서 또는 실온 근처에서 자기 전이(magnetic transition) 온도 또는 퀴리 온도(Curie temperature)를 갖는 Gd5(Si5Ge)4, Mn(As, Sb) 및 MnFe(P5, As)와 같은 물질이 개발되어 왔다. 자기 전이 온도는 자기 열 교환 시스템에서 물질의 작업 온도로 전환한다. 따라서, 이들 물질은 빌딩 실내온도 조절기, 가정용 및 공업용 냉장고 및 냉동고뿐만 아니라 자동차 실내온도 조절기와 같은 적용분야에서 사용하기에 적합하다. Materials such as Gd 5 (Si 5 Ge) 4 , Mn (As, Sb) and MnFe (P 5 , As) having a magnetic transition temperature or Curie temperature at room temperature or near room temperature Has come. The magnetic transition temperature shifts to the working temperature of the material in a magnetic heat exchange system. Thus, these materials are suitable for use in applications such as building room thermostats, domestic and industrial refrigerators and freezers as well as automotive room thermostats.

자기 열 교환 기술은 자기 열 교환기로서 중요하고, 원칙적으로 가스 압축/팽창 주기 시스템보다 더욱 에너지 효율적이다. 또한, 자기 열 교환기는 CFC와 같은 오존 파괴 화학물질이 사용되지 않으므로 친환경적이다. Magnetic heat exchange technology is important as a magnetic heat exchanger and is, in principle, more energy efficient than a gas compression / expansion cycle system. In addition, magnetic heat exchangers are eco-friendly because ozone-depleting chemicals such as CFC are not used.

WO 2009/090442호는 각각 자기열량적 활성 물질을 포함하는 복수의 층을 포함하는 복합 물품(composite article)을 개시한다. 각 층은 상이한 자기 전이 온도를 가지며 또 상기 층들은 자기 전이 온도가 복합 물품의 한쪽 단부에서부터 다른 단부로 증가하여 자기 열 교환용 층상(layered) 작업부품을 제공하도록 배열된다. 증가하거나 또는 감소하는 자기 전이 온도의 층상 배열은, 작업 부품의 작용범위가 단일 자기 전이 온도를 갖는 자기열량적 활성 물질을 포함하는 작업부품과 비교하여 증가하도록 할 수 있다.WO 2009/090442 discloses a composite article comprising a plurality of layers each comprising a magnetocalorically active material. Each layer has a different magnetic transition temperature and the layers are arranged such that the magnetic transition temperature increases from one end of the composite article to the other end to provide a layered workpiece for magnetic heat exchange. The layered arrangement of increased or decreased magnetic transition temperatures can allow the working range of the working parts to increase as compared to a workpiece comprising a magnetocalorically active material having a single magnetic transition temperature.

이러한 층상 작업부품을 제조하기 위하여, 분말 형태의 복수의 자기열량적 활성 물질이 사용될 수 있다. 각각의 자기열량적 활성 물질은 상이한 퀴리 온도를 갖는다. 따라서, 상이한 자기 전이 온도를 갖는 복수의 자기열량적 활성 물질을 제조하는 방법이 바람직하다.To produce such a layered workpiece, a plurality of magnetocalorically active materials in powder form may be used. Each magnetocalorically active material has a different Curie temperature. Therefore, a method of producing a plurality of magnetocalorically active materials having different magnetic transition temperatures is desirable.

자기 전이 온도에 따른 자기열량적 활성 물질을 포함하는 물품을 분류하는 방법은 다음을 포함한다. 분류할 복수의 물품을 포함하는 공급원을 제공한다. 상기 공급원은 상이한 자기 전이 온도를 갖는 자기열량적 활성물질을 포함하는 물품을 포함한다. 상이한 온도에서 자기장을 공급원에 순차적으로 적용한다. 상기 자기장은 물품의 부분(fraction)의 관성보다 더 큰 자기력을 공급원에 작용하기에 충분하다. 상기 자기력은 물품의 부분이 이동하게 하여 물품 부분이 생성된다. 각 온도에서 물품 부분을 수집하여 상이한 자기 전이 온도의 복수의 별도의 물품 부분을 제공한다. 따라서, 자기열량적 활성 물질을 포함하는 물품은 자기 전이 온도에 따라 분류된다.A method of classifying an article comprising a magnetocalorically active material according to a magnetic transition temperature includes the following. A source comprising a plurality of articles to be sorted is provided. The source includes an article comprising a magnetocalorically active material having a different magnetic transition temperature. The magnetic field is applied sequentially to the source at different temperatures. The magnetic field is sufficient to act on the source of magnetic force greater than the inertia of the fraction of the article. The magnetic force causes a portion of the article to move, creating an article portion. Collecting article parts at each temperature provides a plurality of separate article parts with different magnetic transition temperatures. Therefore, articles containing a magnetocalorically active substance are classified according to the magnetic transition temperature.

상기 방법은 상이한 평균 자기 전이 온도를 갖는 자기열량적 활성 물질을 각기 포함하는 복수의 별개의 물품 부분을 생성한다. 복수의 별개의 물품 부분은 상이한 자기 전이 온도를 갖는 자기열량적 활성 물질을 포함하는 물품의 혼합물을 포함하는 단일 공급원으로부터 얻는다. 따라서, 상기 방법은 각 물품 부분이 상이한 평균 자기 전이 온도를 갖기 때문에 자기 전이 온도에 따라 자기열량적 활성 물질을 포함하는 물품을 분류한다. 상기 방법은 열자기(thermomagnetic) 분리 방법으로 기재될 수 있다. The method produces a plurality of distinct article portions each comprising a magnetocalorically active material having a different average magnetic transition temperature. The plurality of distinct article portions are obtained from a single source comprising a mixture of articles comprising a magnetocalorically active material having a different magnetic transition temperature. Thus, the method classifies articles containing the thermo-volatile active material according to the magnetic transition temperature since each article part has a different average magnetic transition temperature. The method may be described as a thermomagnetic separation method.

자기열량적 활성 물질은 자기장에 처리될 때 엔트로피 변화를 거치는 물질로 본 명세서에서 정의된다. 엔트로피 변화는 예를 들어 강자성 거동에서부터 상자성 거동으로의 변화하는 결과일 수 있다. 강자성에서 상자성 거동으로의 자기 전이가 일어나는 온도는 또한 퀴리 온도(Curie temperature)로도 공지되어 있다. 엔트로피 변화는 또한 반강자성(antiferromagnetic)에서부터 강자성 거동으로의 변화 결과일 수 있다. 이것은 또한 임의 종류의 자기 스핀 재배향(spin reorientation) 전이로부터의 결과일 수 있다.A magnetocalorically active material is defined herein as a material that undergoes an entropy change when subjected to a magnetic field. The change in entropy can be a result, for example, from a ferromagnetic behavior to a paramagnetic behavior. The temperature at which magnetic transition from ferromagnetic to paramagnetic behavior takes place is also known as the Curie temperature. Entropy changes may also be the result of changes from antiferromagnetic to ferromagnetic behavior. This may also be the result from any kind of magnetic reorientation spin reorientation.

물품은 많은 형태를 가질 수 있다. 예컨대, 일부 실시양태에서, 상기 물품은 분말 입자를 포함하고 또 2 mm(밀리미터) 미만의 직경을 갖는다. 일부 실시양태에서, 물품은 단편(fragment) 또는 부품(component)으로 간주될 수 있고 또 2 mm(밀리미터)보다 큰 적어도 1개 치수를 가질 수 있다. An article can have many forms. For example, in some embodiments, the article includes powder particles and has a diameter of less than 2 mm (millimeters). In some embodiments, the article can be regarded as a fragment or component and can have at least one dimension greater than 2 mm (millimeters).

일 실시양태에서, 자기열량적 활성 물질은 220K 내지 345K 범위의 자기 전이 온도를 갖는다. 자기 열 교환 시스템에 사용될 때 자기열량적 활성 물질의 작업 온도는 대략 그의 자기 전이 온도이다. 220K 내지 345K 범위의 자기 전이 온도를 갖는 자기열량적 활성 물질은 소망하는 작업 온도 및 작업 온도 범위에 따라서 가정용 및 상업용 냉장고 시스템, 냉방, 공기조절 또는 실내온도 조절 시스템과 같은 적용분야에 적합하다. In one embodiment, the magnetocalorically active material has a magnetic transition temperature in the range of 220K to 345K. The operating temperature of the magnetocalorically active material when used in a magnetic heat exchange system is approximately its magnetic transition temperature. Magnetorheological active materials with a magnetic transition temperature in the range of 220K to 345K are suitable for applications such as domestic and commercial refrigerator systems, cooling, air conditioning or room temperature control systems depending on the desired working temperature and operating temperature range.

상기 자기열량적 활성 물질은 Gd, La(Fe1 - bSib)3-계 상(-based phase), Gd5(Si, Ge)4-계 상, Mn(As,Sb)-계 상, MnFe(P,As)-계 상, Tb-Gd-계 상, (La, Ca, Pr, Nd, Sr)MnO3-계 상, Co-Mn-(Si, Ge)-계 상, Ni(Mn, Co, Fe)(Sn, In, Ge)-계 상 및 Pr2(Fe,Co)17-계 상 중의 하나일 수 있다. 이들 기본적 조성은 수록된 원소에 대하여 부분적으로 또는 전체적으로 대체할 수 있는 다른 화학 원소를 더 포함할 수 있다. 이들 상들은 결정 구조 내의 적어도 일부 틈새에 수용되는 원소, 예컨대 수소를 또한 포함할 수 있다. 이들 상들은 또한 불순물 원소 및 산소와 같은 소량의 원소를 포함할 수 있다. The self-heat active substance is Gd, La (Fe 1 - b Si b) 3 - based phase (-based phase), Gd 5 ( Si, Ge) 4 - based phase, Mn (As, Sb) - based phase, MnFe (P, As) - based phase, Tb-Gd- based phase, (La, Ca, Pr, Nd, Sr) MnO 3 - based phase, Co-Mn- (Si, Ge ) - based phase, Ni (Mn , Co, Fe) (Sn, In, Ge) -type phase and Pr 2 (Fe, Co) 17 -type phase. These basic compositions may further include other chemical elements that may be partially or wholly replaceable with respect to the listed elements. These phases may also contain an element, such as hydrogen, which is accommodated in at least some of the gaps in the crystal structure. These phases may also contain small amounts of elements such as impurity elements and oxygen.

자기 전이가 강자성 상태에서부터 상자성 상태로의 전이인 경우, 상기 방법은 자기열량적 활성 물질을 포함하는 물품의 포화 자화(saturation magnetization)가 그의 자기 전이 온도 이상의 온도에서보다 자기 전이 온도 미만의 온도에서 더 큰 특징을 이용한다. 따라서, 상이한 온도에서 자기장을 적용하는 것에 의해, 적용된 온도에서 또는 적용된 온도 부근에서 자기 전이 온도를 갖는 공급원 이내의 물품은 적용된 온도보다 낮은 자기 전이 온도를 갖는 공급원 이내의 물품보다 더 큰 정도로 자화될 것이다. 따라서, 더 많이 자화될수록 물품들은 더 큰 자기력에 처리되어 이동하여, 이들 물품들이 나머지 물품들로부터 분리될 수 있게 한다.In the case where the magnetic transition is a transition from a ferromagnetic state to a paramagnetic state, the method is characterized in that the saturation magnetization of the article comprising the magnetocalorically active material is maintained at a temperature below the magnetic transition temperature Use big features. Thus, by applying a magnetic field at different temperatures, an article within a source having a magnetic transition temperature at or near the applied temperature will be magnetized to a greater extent than the article within the source having a magnetic transition temperature that is lower than the applied temperature . Thus, the more magnetized the articles are processed and moved to a larger magnetic force, allowing these articles to be separated from the rest of the articles.

더 많이 자화된 물품은 공급원에 적용된 온도 주변의 자기 전이 온도를 갖는다. 따라서, 특정 자기 전이 온도를 갖는 물품은 제거된 물품의 소망하는 자기 전이 온도와 근사한 공급원에 대한 온도에서 자기장 구배를 적용하는 것에 의해 상이한 복수의 자기 전이 온도를 갖는 물품을 포함하는 공급원으로부터 분리될 수 있다. The more magnetized article has a magnetic transition temperature around the temperature applied to the source. Thus, an article having a particular magnetic transition temperature can be separated from a source comprising an article having a different plurality of magnetic transition temperatures by applying a magnetic field gradient at a temperature relative to the source of supply that approximates the desired magnetic transition temperature of the removed article. have.

자기 전이하는 동안 포화 자화가 온도 증가에 따라 증가하는 경우, 예컨대 반강자성에서부터 강자성 전이하는 동안, 실제 분리 온도보다 낮은 전이 온도를 갖는 물품은 자기장에 의해 유인될 것이다.When the saturation magnetization increases with increasing temperature during magnetic transfer, for example from an antiferromagnetic to a ferromagnetic transition, an article with a transition temperature lower than the actual separation temperature will be attracted by the magnetic field.

상기 방법은 다른 방법에 의해, 예컨대 특정 자기 전이 온도를 생성하도록 고안된 조성을 갖는 자기열량적 활성 분말의 뱃치를 생성하는 것에 의한 물품 부분보다 더 작은 자기 전이 온도 범위를 갖는 물품 부분의 생산을 가능하게 한다. The method enables production of article portions having a smaller magnetic transition temperature range than the article portion by, for example, creating a batch of magnetically thermally activated powder having a composition designed to produce a specific magnetic transition temperature .

물품 부분의 자기 전이 온도의 좁은 범위는 각 층이 더욱 분명하게 정의된 자기 전이 온도를 갖는 층상 물품을 생성하기 위해 사용될 수 있다. 이러한 배열은 상이한 자기 전이 온도의 층을 포함하는 작업 부품의 효율이 증가되게 하며, 따라서 자기 열 교환기의 효율이 증가된다.The narrow range of the magnetic transition temperature of the article portion can be used to produce a layered article in which each layer has a more clearly defined magnetic transition temperature. This arrangement increases the efficiency of the workpiece comprising layers of different magnetic transition temperatures, thus increasing the efficiency of the magnetic heat exchanger.

일 실시양태에서, 공급원의 온도는 제1 소망하는 자기 전이 온도 Ttrans1 에 상응하는 온도 T1에 설정된다. 공급원이 온도 T1에 있는 동안 자기장이 공급원에 인가되어 Ttrans1 ± 3℃의 자기 전이 온도를 갖는 공급원 이내의 제1 물품 부분이 자석으로 자기적으로 유인되어 공급원으로부터 제거된다. 이어 제1 물품 부분을 수집한다. In one embodiment, the temperature of the source is set at a temperature T1 corresponding to a first desired magnetic transition temperature T trans1 . A magnetic field is applied to the source while the source is at temperature T1 such that the first article portion within the source having a magnetic transition temperature of T trans1 +/- 3 DEG C is magnetically attracted to the magnet and removed from the source. And then collects the first article part.

공급원으로부터 물품 부분을 제거하기 위하여, 특정 온도에서 물품의 특정 기하에 대해 공급원에 인가된 자기장의 강도는 상기 물품이 이상적으로 자기적으로 포화되도록 선택된다. In order to remove the article portion from the source, the strength of the magnetic field applied to the source relative to the particular geometry of the article at a particular temperature is chosen such that the article is ideally magnetically saturated.

상기 제1 물품 부분은 공급원으로부터 제거될 소망하는 자기 전이 온도 Ttrans1의 ±3℃ 이내의 자기 전이 온도를 갖는 자기열량적 활성 물질의 물품을 포함한다. The first article portion comprises an article of a magnetocalorically active material having a magnetic transition temperature within < RTI ID = 0.0 > 3 C < / RTI > of the desired magnetic transition temperature T trans1 to be removed from the source.

바람직하게는, 상기 제1 물품 부분은 소망하는 자기 전이 온도 Ttrans1 의 ±1 ℃ 이내의 자기 전이 온도를 갖는다. Preferably, the first article portion has a magnetic transition temperature within +/- 1 DEG C of the desired magnetic transition temperature T trans1 .

다른 실시양태에서, 공급원의 온도는 제2의 소망하는 자기 전이 온도Ttrans2 에 상응하는 온도 T2로 변하며, 이때 Ttrans2 ≠ Ttrans1 이고 또 T2 ≠ T1이다. 자기장이 공급원에 인가되는 동안 공급원은 온도 T2에 있으므로, Ttrans2 ± 3℃의 자기 전이 온도를 갖는 공급원 이내의 제2 물품 부분이 자기적으로 자석에 유인되어 공급원으로부터 제거된다. 상기 제2 물품 부분을 수집한다. In another embodiment, the temperature of the source is changed to a temperature T2 corresponding to a second desired magnetic transition temperature T trans2 , wherein T trans2 ≠ T trans1 And T2? T1. Since the source is at temperature T2 while the magnetic field is applied to the source, the second article portion within the source having a magnetic transition temperature of T trans2 + - 3 DEG C is magnetically attracted to the magnet and removed from the source. And collects the second article portion.

제2 물품 부분은 제1 물품 부분의 평균 자기 전이 온도와 상이한 평균 자기 전이 온도를 갖는데, 이는 제2 물품 부분이 온도 T1과는 상이한 온도 T2에서 수집되기 때문이다. The second article portion has an average magnetic transition temperature that is different from the average magnetic transition temperature of the first article portion because the second article portion is collected at a temperature T2 that is different from the temperature T1.

바람직하게는, 상기 제2 물품 부분은 소망하는 자기 전이 온도 Ttrans2 의 ±1℃ 이내의 자기 전이 온도를 갖는다.Preferably, the second article part has a magnetic transition temperature within +/- 1 DEG C of the desired magnetic transition temperature T trans2 .

상이한 평균 자기 전이 온도를 갖는 공급원으로부터 하나 이상의 다른 물품 부분을 분류하기 위하여, 공급원에 적용되는 온도는 다른 상이한 온도로 변화될 수 있고 또 각 상이한 온도에서, 자기장이 인가되며 또 공급원이 유지되는 온도의 약 3℃ 이내의 자기 전이 온도를 갖는 물품은 자기장에 의해 유인되어, 이동이 초래되어 공급원으로부터 제거될 수 있다.To classify one or more other article parts from a source having a different average magnetic transition temperature, the temperature applied to the source may be varied at different temperatures and at each different temperature, the magnetic field is applied and the temperature at which the source is maintained An article having a magnetic transition temperature within about 3 DEG C can be attracted by the magnetic field, resulting in movement and removal from the source.

다양한 물품 부분의 평균 자기 전이 온도 사이의 차이는 공급원에 인가된 온도의 적절한 선택에 의해 결정될 수 있다. 예를 들어, 온도 T1 및 T2 사이의 차이는 0.5℃ 내지 5℃, 즉 0.5℃ ≤ │T2 - T1│≤ 5℃ 범위내에 존재할 수 있다. The difference between the mean magnetic transition temperatures of the various article parts can be determined by an appropriate choice of the temperature applied to the source. For example, the difference between temperatures T 1 and T 2 may be in the range of 0.5 ° C. to 5 ° C., ie, 0.5 ° C. ≦ T 2 - T 1 ≦ 5 ° C.

일 실시양태에서, 상기 공급원은 열 전도성 용기에 배치된다. 용기의 온도는 열전도에 의해 공급원의 온도로 변경하도록 변경될 수 있다. 일 실시양태에서, 상기 용기는 예컨대 가열 및/또는 냉각 회로에 의해 배쓰(bath)에 열적으로 연결된다. 배쓰의 온도는 가열/냉각 회로 및 공급원 사이의 열전도에 의해 공급원의 온도를 변경하도록 변경된다. In one embodiment, the source is disposed in a thermally conductive container. The temperature of the vessel may be varied to change the temperature of the source by heat conduction. In one embodiment, the vessel is thermally connected to a bath, e.g., by a heating and / or cooling circuit. The temperature of the bath is changed to change the temperature of the source by heat conduction between the heating / cooling circuit and the source.

상기 공급원은 복수의 상이한 온도에서 순차적으로 유지된다. 각 온도에서, 자기장이 인가되고 또 공급원의 온도와 근사치인 자기 전이 온도를 갖는 물품 부분이 제거된다. 이러한 방법은 정적 방법으로 기재될 수 있다. The source is sequentially maintained at a plurality of different temperatures. At each temperature, a portion of the article with a magnetic field and a magnetic transition temperature close to the temperature of the source is removed. Such a method can be described by a static method.

다른 실시양태에서, 연속 공정이 사용될 수 있다. 이들 실시양태에서, 상기 공급원은 온도 구배에 처리되며 또 상기 공급원은 공급원의 온도를 열전도에 의해 변경하도록 온도 구배를 따라 이동한다. 물품 부분은 상이한 지점 및 온도 구배를 따라 상이한 온도에서 공급원으로부터 제거된다. 상기 방법은 온도 구배를 통하여 연속적으로 이동하는 연속적으로 공급되는 공급원에 대해 사용될 수 있다. In another embodiment, a continuous process can be used. In these embodiments, the source is subjected to a temperature gradient and the source moves along a temperature gradient to change the temperature of the source by thermal conduction. The article portion is removed from the source at different temperatures along different points and temperature gradients. The method can be used for a continuously supplied source moving continuously through a temperature gradient.

온도 구배를 따라 상이한 지점에서 또 따라서 상이한 온도에서 공급원에 자기장을 인가하기 위하여 온도 구배를 따라 간격을 두고 자기장을 인가하기 위한 2개 이상의 수단이 배열될 수 있다. 이 방법은 순차적으로 온도 구배를 따라 상기 공급원이 이동함에 따라서 이동하는 공급원으로부터 상이한 자기 전이 온도의 물품 부분이 제거되게 한다. Two or more means for applying a magnetic field at intervals along the temperature gradient may be arranged to apply a magnetic field to the source at different points along the temperature gradient and thus at different temperatures. This method causes the article portion of different magnetic transition temperatures to be removed from the moving source as the source moves along the temperature gradient sequentially.

일 실시양태에서, 상기 공급원은 온도 구배를 따라서 더 높은 온도에서부터 더 낮은 온도로 이동한다. 이 실시양태는 온도를 증가시키기 위하여 높은 자화에서부터 낮은 자화로 자기전이를 나타내는 물품에 이용될 수 있다. 이들 물질의 예는 LaFeSi- 및 MnFePAs-계 물질이다. 이러한 배열은 또한 고온이 주위 온도 이상이면 고유한 열 발산을 이용한다. 이는 공급원이 온도 구배를 따라서 이동하므로 온도 구배의 제조를 단순화할 수 있다. In one embodiment, the source moves from a higher temperature to a lower temperature along a temperature gradient. This embodiment can be used for articles that exhibit magnetization from high magnetization to low magnetization to increase the temperature. Examples of these materials are LaFeSi- and MnFePAs-based materials. This arrangement also utilizes unique heat dissipation when the high temperature is above ambient temperature. This can simplify the manufacture of the temperature gradient as the source moves along the temperature gradient.

다른 실시양태에서, 상기 공급원은 낮은 온도에서부터 더 높은 온도로 오도 구배를 따라 이동한다. 이 실시양태는 온도를 증가시키기 위하여 낮은 자화에서부터 높은 자화로의 자기전이를 나타내는 물품에 이용될 수 있다. 이들 물질의 예는 CoMnSi- 및 NiMnGa-계 시스템이다. In another embodiment, the source moves along an error gradient from a lower temperature to a higher temperature. This embodiment can be used for articles that exhibit magnetic transfer from low magnetization to high magnetization in order to increase the temperature. Examples of these materials are CoMnSi- and NiMnGa-based systems.

일 실시양태에서, 상기 공급원은 온도 구배를 통하여 공급원을 운반하는 밴드 상에 위치한다. 이 밴드는 온도 구배 방향에 상응하는 이동 방향을 갖는 구동 벨트 형태를 가질 수 있다. 다르게는, 또는 또한, 상기 공급원은 밴드의 진동에 의해 밴드를 따라 이동할 수 있다. In one embodiment, the source is located on a band that carries the source through a temperature gradient. This band may have the form of a drive belt having a direction of movement corresponding to the temperature gradient direction. Alternatively, or in addition, the source can move along the band by oscillation of the band.

상기 공급원은 진동에 의해 밴드를 따라 연속적으로 이동할 수 있거나 또는 다르게는 자기장이 밴드를 따라 거리 또는 간격을 두고 인가될 수 있어, 상기 공급원은 자기장이 인가되는 각 거리 또는 간격에서 상이한 온도를 갖는다. The source can be moved continuously along the band by vibration or alternatively the magnetic field can be applied at a distance or spacing along the band such that the source has a different temperature at each distance or interval at which the magnetic field is applied.

자기장은 상기 공급원을 지지하는 밴드의 표면에 대하여 수직으로 및 상기 공급원의 이동 방향에 수직으로 인가될 수 있다. 데카르트 좌표(Cartesian coordinates) 측면에서, 밴드의 이동 방향 및 공급원의 이동방향이 x 방향으로 표시되면, 밴드의 폭은 y 방향으로 연장될 것이고 또 자기장은 z 방향에서 인가될 수 있다. The magnetic field may be applied perpendicular to the surface of the band supporting the source and perpendicular to the direction of movement of the source. In terms of Cartesian coordinates, if the movement direction of the band and the movement direction of the source are indicated in the x direction, the width of the band will extend in the y direction and the magnetic field can be applied in the z direction.

일부 실시양태에서, 온도 구배는 10℃/m 내지 200℃/m 범위에 있다. 일개 특정 실시양태에서, 밴드의 일개 단부에서 온도는 -10℃이고 또 밴드의 대향 단부에서 온도는 +60℃이다. 온도 구배는 175℃/m이다. 이 실시양태에서 온도 구배는 약 40 cm 거리에 걸쳐 적용된다. In some embodiments, the temperature gradient is in the range of 10 占 폚 / m to 200 占 폚 / m. In one particular embodiment, the temperature at one end of the band is -10 占 폚 and the temperature at the opposite end of the band is +60 占 폚. The temperature gradient is 175 ° C / m. In this embodiment the temperature gradient is applied over a distance of about 40 cm.

자기장은 전류를 전자석에 인가하는 것에 의해 공급원에 인가될 수 있다. 다르게는, 영구 자석을 이용하여 자기장을 인가할 수 있다. The magnetic field can be applied to the source by applying current to the electromagnet. Alternatively, a magnetic field can be applied using a permanent magnet.

공급원에 인가된 전계강도(field strength)는 물품이 충분히 자화되어 공급원에 인가된 자기장 구배를 증가시키는 것에 의해 이동하게 되는 임계치로 증가될 수 있다. 이것은 예를 들어 영구자석과 공급원 사이의 거리를 감소시키는 것에 의해 또는 전자석의 코일에 흐르는 전류를 증가시키는 것에 의해 실시될 수 있다. The field strength applied to the source can be increased to a threshold that the article is sufficiently magnetized to move by increasing the magnetic field gradient applied to the source. This can be done, for example, by reducing the distance between the permanent magnet and the source or by increasing the current flowing through the coils of the electromagnet.

자기장은 공급원의 제1측에 인접하게 제1 자석을 배치시키는 것에 의해 생성될 수 있다. 다른 실시양태에서, 다른 자석을 공급원의 대향 측면에 인접하게 배치할 수 있다. 2개 자석의 조합은 공급원에 인가된 자기장의 강도를 조절하기 위해서 뿐만 아니라 자기장의 구배를 조절하기 위하여 이용될 수 있다. 인가된 자기장은 0.003T 내지 0.3T 또는 0.01T 또는 0.1T 범위에 들 수 있다. 자기구배는 0.5 T/m 내지 10 T/m일 수 있다. The magnetic field may be generated by disposing the first magnet adjacent the first side of the source. In other embodiments, other magnets may be disposed adjacent opposite sides of the source. The combination of the two magnets can be used not only to regulate the intensity of the magnetic field applied to the source but also to adjust the gradient of the magnetic field. The applied magnetic field may range from 0.003T to 0.3T or 0.01T or 0.1T. The magnetic gradient may be from 0.5 T / m to 10 T / m.

상기 논의한 바와 같이, 상기 방법은 물품의 자화가 공급원에 인가된 온도 주변의 자기 전이 온도를 갖는 자기열량적 활성 물질을 포함하는 물품의 경우에 더 높은 특징을 이용한다. 이 자화 정도는 특정 형상을 갖는 물품의 자기 분극(magnetic polarization)에 의존하는 강도를 갖는 자기장을 인가하는 것에 의해 더욱 최적화될 수 있다. 등방성 물품의 경우에서, 예를 들어, 구형 물품에서, 공급원에 인가된 자기장 B는 인가된 온도에서 물품을 포화시키기 위하여 적어도 JS/3 일 수 있다. As discussed above, the method utilizes a higher feature in the case of an article in which the magnetization of the article comprises a magnetocalorically active material having a magnetic transition temperature around the temperature applied to the source. This degree of magnetization can be further optimized by applying a magnetic field having a strength depending on the magnetic polarization of the article having a specific shape. In the case of isotropic articles, for example spherical articles, the magnetic field B applied to the source may be at least J S / 3 to saturate the article at the applied temperature.

물품이 공급원으로부터 제거된 후, 제거된 물품 부분은 수집 용기로 전달되기 전에 제거 표면, 예를 들어 자석의 표면에 고정될 수 있다. After the article is removed from the source, the removed article portion may be secured to the surface of the removal surface, e.g., the magnet, before being transferred to the collection container.

본 출원은 또한 상이한 자기 전이 온도의 복수의 입자를 포함하는 공급원으로부터 상이한 자기 전이 온도를 갖는 복수의 입자 부분을 제조하기 위한 복수의 상이한 온도에서 자기 분리(magnetic separation)의 용도에도 관한 것이다. 상기 입자는 La(Fe, Si)13-계 상을 포함할 수 있다. 다른 실시양태에서, 상기 입자는 하나 이상의 다음 상을 포함한다: Gd5(Si, Ge)4-계 상, Mn(As,Sb)-계 상, MnFe(P,As)-계 상, Tb-Gd-계 상, (La, Ca, Pr, Nd, Sr)MnO3-계 상, Co-Mn-(Si, Ge)-계 상 및 Pr2(Fe,Co)17-계 상. The present application also relates to the use of magnetic separation at a plurality of different temperatures to produce a plurality of particle portions having different magnetic transition temperatures from a source comprising a plurality of particles of different magnetic transition temperatures. The particles may comprise a La (Fe, Si) 13 -based phase. In another embodiment, the particles comprise at least one of the following phases: a Gd 5 (Si, Ge) 4 -phase, an Mn (As, Sb) -crystalline phase, a MnFe (P, Gd- based phase, (La, Ca, Pr, Nd, Sr) MnO 3 - based phase, Co-Mn- (Si, Ge ) - based phase and Pr 2 (Fe, Co) 17 - based phase.

자기열교환용 자기열량적 활성 작업부품의 제조 방법이 또한 제공된다. 이 방법은 상기 기재된 실시양태 중의 하나에 따른 방법을 이용하여 각기 상이한 자기 전이 온도를 갖는 복수의 입자 부분들을 얻는 것을 포함한다. 이러한 입자 부분들을 자기전이 온도가 증가하는 또는 감소하는 순으로 배열하여 자기열교환용 자기열량적 활성 작업 부품이 제조된다. A method of manufacturing a magnetically thermally active workpiece for magnetic heat exchange is also provided. The method includes obtaining a plurality of particle portions each having a different magnetic transition temperature using a method according to one of the embodiments described above. These particle portions are arranged in the order of increasing or decreasing the magnetic transfer temperature to produce a magnetorheological active workpiece for magnetic heat exchange.

입자 부분들은 층의 평균 자기 전이 온도가 자기열량적 활성 작업 부품의 작업 방향에서 증가하거나 감소하는 층상 유형의 구조를 제조하기 위하여 배열될 수 있다. The particle portions may be arranged to produce a layered structure in which the average magnetic transition temperature of the layer is increased or decreased in the working direction of the magnetocalorically active workpiece.

부분 입자의 평균 자기 전이 온도는 입자 부분들을 공급원으로부터 분류하기 위하여 열자기 분리의 이용으로 인하여 부분의 입자들의 평균 자기 전이 온도의 더 작은 범위내에 있다. 이는 입자 부분 내에 또는 층상 부품의 경우 층 내에서 입자의 자기 전이 온도가 더 큰 하나에 대하여 작업 부품의 효율을 증가시킨다. The average magnetic transition temperature of the partial particles is within a smaller range of the average magnetic transition temperature of the particles of the part due to the use of thermo-magnetic separation to separate the particles from the source. This increases the efficiency of the workpiece relative to one in which the magnetic transition temperature of the particles is larger in the particle part or in the case of the layer part.

제1 입자 부분은 상이한 자기 전이 온도를 갖는 다른 입자 부분이 제1 입자 부분 상에 배열되기 전에 압축될 수 있다. 이어 다른 입자 부분도 압축될 수 있다. 이 방법은 각 층이 상이한 평균 자기 전이 온도를 갖는 층상 작업부품을 형성하기 위하여 이용될 수 있다. The first particle portion can be compressed before other particle portions having different magnetic transition temperatures are arranged on the first particle portion. Other particle portions can then be compressed. This method can be used to form a layered workpiece with each layer having a different mean magnetic transition temperature.

일부 실시양태에서, 입자 부분이 자기 전이 온도를 증가시키거나 또는 감소시키는 순서로 배열된 후, 상기 배열을 열처리하여 자기열교환용 소결된 자기열량적 활성 작업부품이 제조된다. 이 열처리는 작업부품의 기계적 통합성을 증가시키기 위하여 이용될 수 있다. In some embodiments, after the particles have been arranged in the order of increasing or decreasing the magnetic transition temperature, the arrangement is heat treated to produce a sintered magnetocalorically active workpiece for magnetic heat exchange. This heat treatment can be used to increase the mechanical integrity of the workpiece.

소결된 작업부품을 제조하기 위한 적합한 열처리 조건은, 예를 들어 La(Fe,Si)13-계 상의 경우 300℃ 내지 1200℃ 범위에서 2시간 내지 10시간일 수 있다. 그린 바디(green body)를 형성하기 위한 압축은 10 MPa 내지 300 MPa 범위의 압력에서 또 경우에 따라 30℃ 내지 250℃와 같은 실온 이외의 온도에서 실시될 수 있다. Suitable heat treatment conditions for producing sintered workpieces can be, for example, from 2 hours to 10 hours in the range of 300 ° C to 1200 ° C for the case of La (Fe, Si) 13 -system. Compression to form a green body may be carried out at a pressure in the range of 10 MPa to 300 MPa and optionally in a temperature other than room temperature such as 30 DEG C to 250 DEG C.

다른 실시양태에서, 입자 부분의 입자들은, 압축하기 전에 접착제와 혼합된다. 입자/접착제 혼합물을 압축한 후, 접착제는 경화될 수 있다. 접착제를 경화하는 방법은 접착제의 조성에 따라 달라진다. 접착제는 예를 들어 0℃ 내지 200℃ 범위의 온도에서 열처리에 의해 경화될 수 있다. 접착제는 예를 들어 UV 광에 처리하는 것에 의해 경화될 수 있다. In another embodiment, the particles of the particle portion are mixed with the adhesive before compression. After compressing the particle / adhesive mixture, the adhesive can be cured. The method of curing the adhesive depends on the composition of the adhesive. The adhesive can be cured, for example, by heat treatment at a temperature in the range of 0 占 폚 to 200 占 폚. The adhesive may be cured, for example, by treatment with UV light.

실시양태는 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 열자기 분리를 이용하여 자기열량적 활성 물품을 분류하기 위한 제1 실시양태에 따른 장치를 도시한다.
도 2는 열자기 분리를 이용하여 자기열량적 활성 물품을 분류하기 위한 제2 실시양태에 따른 장치를 도시한다.
도 3은 제1 공급원에 대한 온도 함수로서 자기열량적 엔트로피 그래프를 도시한다.
도 4는 제2 공급원에 대한 온도 함수로서 자기열량적 엔트로피 그래프를 도시한다.
도 5는 제3 공급원에 대한 온도 함수로서 자기열량적 엔트로피 그래프를 도시한다.
도 6은 상이한 열자기 분리 조건에 처리된 제4 공급원에 대한 온도 함수로서 자기열량적 엔트로피의 그래프를 도시한다.
도 7은 상이한 열자기 분리 조건에 처리된 제4 공급원에 대한 온도 함수로서 자기열량적 엔트로피의 그래프를 도시한다.
도 8은 온도에 대한 포화 자화 그래프를 도시한다.
도 9는 본 발명에 따라 분류된 자기열량적 활성 물질을 사용하여 제조된 작업부품을 도시한다.
도 10은 불균일 자기장에서 개별 물품 상에 작용하는 힘을 도시한다.
도 11은 상이한 자기제거(demagnetize) 인자를 갖는 자기열량적 입자의 자화 거동을 도시한다.
도 12는 열자기 분리에 대한 αFe의 영향을 도시한다.
도 13은 자화된 입자의 사슬 형성을 도시한다.
도 14는 입자의 리프트 오프(lift off)에 필요한 산출된 포화 자화의 다이아그램을 도시한다.
도 15는 입자의 리프트 오프에 필요한 산출된 포화 자화의 다이아그램을 도시한다.
Embodiments will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Figure 1 shows an apparatus according to a first embodiment for sorting magnetically thermally active articles using thermo-magnetic separation.
Figure 2 shows an apparatus according to a second embodiment for sorting magnetically thermally active articles using thermo-magnetic separation.
Figure 3 shows a calorimetric entropy graph as a function of temperature for the first source.
Figure 4 shows a calorimetric entropy graph as a function of temperature for the second source.
Figure 5 shows a calorimetric entropy graph as a function of temperature for a third source.
Figure 6 shows a graph of the calorimetric entropy as a function of temperature for a fourth source treated to different thermo-magnetic separation conditions.
Figure 7 shows a graph of the calorimetric entropy as a function of temperature for a fourth source treated to different thermo-magnetic separation conditions.
Figure 8 shows a saturation magnetization graph for temperature.
Figure 9 shows a workpiece made using a magnetocalorically active material classified according to the present invention.
Figure 10 shows the forces acting on an individual article in a non-uniform magnetic field.
Figure 11 shows the magnetization behavior of magnetocaloric particles with different demagnetization factors.
Figure 12 shows the effect of alpha Fe on thermomagnetic separation.
Figure 13 shows chain formation of magnetized particles.
Figure 14 shows a diagram of the calculated saturation magnetization required for lift off of the particles.
Figure 15 shows a diagram of the calculated saturation magnetization required for lift-off of the particles.

이하의 실시양태에서, 이들의 자기 분리에 의해 분리된 물품들은 분말 공급원으로부터 분리된 입자이다. 입자들은 체질에 의해 결정된 50 ㎛ 내지 750 ㎛의 평균 입경을 갖는다. 그러나 기재된 방법은 물품의 크기, 형상 및 자기 분극에 따라서 자기장 강도 및 자기장 구배를 조절하는 것에 의해 공급원으로부터 더 큰 또는 더 작은 물품을 분리하기 위해 이용될 수 있다. In the following embodiments, the articles separated by their magnetic separation are particles separated from the powder source. The particles have an average particle size of 50 mu m to 750 mu m determined by sieving. However, the described method can be used to separate larger or smaller articles from the source by adjusting the magnetic field strength and magnetic field gradient in accordance with the size, shape and magnetic polarization of the article.

도 1은 열자기 분리를 이용하여 자기열량적 활성 입자를 분류하기 위한 제1 실시양태에 따른 장치(10)를 도시한다. Figure 1 shows a device 10 according to a first embodiment for sorting magnetocalorically active particles using thermo-magnetic separation.

장치(10)는 열전도성이고 또 비자성인 용기(11), 자석(12) 및 용기(11)의 온도를 조절하기 위하여 가열되거나 또는 냉각될 수 있는 배쓰(13) 형태의 용기(11)의 온도 조절 수단을 포함한다. 용기(11)는 상방이 개방되어 있고 또 구리를 포함할 수 있다. The apparatus 10 is designed to control the temperature of the vessel 11 in the form of a bath 13 that can be heated or cooled to control the temperature of the vessel 11, the magnet 12 and the vessel 11, And adjusting means. The container (11) is opened upward and can also include copper.

분류될 자기열량적 활성 입자(15)의 공급원(14)을 열전도성 용기(11)에 배치한다. 상기 공급원(14)은 상이한 자기 전이 온도를 갖는 자기열량적 활성 물질을 포함하는 복수의 입자(15)를 포함한다. 이 실시양태에서, 입자(15)의 대다수는 자기열량적 활성 물질을 포함한다. 그러나, 자기열량적 활성 물질을 포함하지 않는 일부 불순물 입자도 또한 존재할 수 있다. The source 14 of the magnetocalorically active particles 15 to be sorted is placed in the thermally conductive container 11. The source 14 comprises a plurality of particles 15 comprising a magnetocalorically active material having a different magnetic transition temperature. In this embodiment, the majority of the particles 15 comprise a magnetocalorically active material. However, some impurity particles not containing the magnetocalorically active material may also be present.

일개의 특정 실시양태에서, 입자의 자기열량적 활성 물질은 La(FeSi)13-계 상이다. 불순물 입자는 예를 들어 알파-철을 포함할 수 있다. In one particular embodiment, the magnetocalorically active material of the particle is a La (FeSi) 13 -based phase. The impurity particles may comprise, for example, alpha-iron.

공급원(14)는 용기(11) 내에 배치되며 또 용기(11)은 비자성 두껑(16)에 의해 닫힌다. 자석(12)은 두껑(16) 위에 배치되며 또 공급원(14)에 걸쳐 인가되는 자기장 강도 및 자기 구배를 조절하도록 공급원(14)에 대하여 이동가능하다. 자석(12) 및 두껑(16)의 이동은 화살표(17)로 나타낸다. 일개의 특정 실시양태에서, 자기장은 0.03 T이고 또 자기장 구배는 2.2 T/m이다. The source 14 is disposed in a container 11 and the container 11 is closed by a non-magnetic lid 16. [ A magnet 12 is disposed over the lid 16 and is movable relative to the source 14 to regulate the magnetic field strength and magnetic gradient applied across the source 14. The movement of the magnet 12 and the lid 16 is indicated by the arrow 17. In one particular embodiment, the magnetic field is 0.03 T and the magnetic field gradient is 2.2 T / m.

용기(11)의 온도는 용기(11)의 베이스(19)에 냉각 및 가열 배쓰(13)와 유동 소통하는 채널(18)을 제공하는 것에 의해 조절될 수 있다. 배쓰(13)의 온도는 조절될 수 있고 또 액체는 용기(11)의 베이스(19) 내의 채널(18)을 통하여 유통(flow through)하도록 허용된다. 베이스(19) 내의 채널(18), 배쓰(13) 및 채널(18)을 배쓰(13)에 커플링하는 회로(20)는 공급원(14)에 대한 가열/냉각 회로(21)를 제공한다. 용기(11) 및 공급원(14)의 온도는 가열/냉각 회로(21)에서 흐르는 액체로부터또는 액체에 가해지는 열의 열전도에 의해 조절된다. 용기(11) 및 공급원(14)의 온도는 용기(11)의 베이스(19)의 내부 표면(23)에 부착된 써모커플(thermocouple)(22)에 의해 측정될 수 있다. The temperature of the vessel 11 can be adjusted by providing the base 19 of the vessel 11 with a channel 18 in flow communication with the cooling and heating bath 13. The temperature of the bath 13 can be adjusted and the liquid is allowed to flow through the channel 18 in the base 19 of the vessel 11. The circuit 20 coupling the channel 18, bath 13 and channel 18 in the base 19 to the bath 13 provides the heating / cooling circuit 21 for the source 14. The temperature of the container 11 and the supply source 14 is regulated by the heat conduction of heat from the liquid flowing in the heating / cooling circuit 21 or of the liquid. The temperature of the vessel 11 and the source 14 can be measured by a thermocouple 22 attached to the inner surface 23 of the base 19 of the vessel 11.

또한 도 1에는 용기(11)의 베이스(19)의 저부 표면(25)과 인접하게 배치된 임의의 제2 자석(24)이 도시되어 있다. 제2 자석(24)은 공급원(14)에 걸친 자기장 강도 및 자기장 구배를 조절하기 위하여 사용될 수 있다. Also shown in Figure 1 is any second magnet 24 disposed adjacent the bottom surface 25 of the base 19 of the vessel 11. The second magnet 24 may be used to regulate the magnetic field strength and magnetic field gradient across the source 14.

특정 실시양태에서, 자석(12, 24)은 영구 자석이며 또 공급원(14)의 입자들(15)은 400 ㎛ 내지 500 ㎛ 범위의 직경을 갖는다. 배쓰(13)의 온도를 조절한 후, 용기(11)의 온도를 모니터링하고 또 써모커플(22)이 소망하는 온도에 도달했음을 나타내면, 공급원(14)의 입자(15)의 온도가 용기(11)에서 측정된 온도에 상응하도록 체류시킨다. In certain embodiments, the magnets 12, 24 are permanent magnets and the particles 15 of the source 14 have a diameter in the range of 400 [mu] m to 500 [mu] m. Once the temperature of the bath 13 has been adjusted and the temperature of the vessel 11 has been monitored and the temperature of the thermocouple 22 has reached the desired temperature, ). ≪ / RTI >

두껑(16)은 용기(11)의 개방측에 설치되며 또 온도는 안정화된다. 자석(12)은 두껑(16) 쪽으로 보내어서 공급원(14)에 걸쳐 자기장 구배를 증가시킨다. 입자(26)의 일부는 자석(12)에 의해 제공된 자기장 증가로 인하여 두껑(16)의 내측으로 유인된다. 이들 입자들은 두껑(16)의 내측에 부착된다. The lid 16 is installed on the open side of the container 11 and the temperature is stabilized. The magnet 12 is directed toward the lid 16 to increase the magnetic field gradient across the source 14. Portions of the particles 26 are attracted to the interior of the lid 16 due to the increased magnetic field provided by the magnets 12. These particles adhere to the inside of the lid 16.

제1 입자 부분(27)을 제거하기 위하여, 용기(11)로부터 자석(12)과 함께 두껑(16)을 제거하는 한편, 제거된 입자(26)는 자석(12)에 의해 여전히 유인된다. 최종적으로 자석(12)을 두껑(16)으로부터 제거하고 제거된 입자(26)는 용기 내에 수집될 수 있다. The removed particles 26 are still attracted by the magnet 12 while removing the lid 16 with the magnet 12 from the container 11 to remove the first particle portion 27. [ Finally, the magnet 12 is removed from the lid 16 and the removed particles 26 can be collected in the vessel.

이들 제거된 입자(26)는 공급원(14)으로부터 분류된 제1 입자 부분(27)을 형성한다. 제1 입자 부분(27)은 이 특정These removed particles 26 form a first particle portion 27 that is sorted from the source 14. The first particle portion (27)

온도에서 최대 자화 분극을 갖는 물질에 상응하는 자기 전이 온도를 갖는다. 제1 입자 부분(27)의 자기 전이 온도는 공급원에 인가된 온도에 상응한다.  And has a magnetic transition temperature corresponding to the material having the maximum magnetization polarization at the temperature. The magnetic transition temperature of the first particle portion 27 corresponds to the temperature applied to the source.

공급원(14)의 온도는 가열 및 냉각 배쓰(13)의 온도를 변경하는 것에 의해 변경된다. 새로운 온도에 도달한 후, 상기 기재된 방법을 반복하여 공급원(14)으로부터 제2 입자 부분을 제거한다. 제2 입자 부분의 입자는 공급원(14)에 인가된 제2 온도에 상응하는 평균 자기 전이 온도를 갖는다. 제2 입자 부분의 평균 자기 전이 온도는 제1 입자 부분(27)의 평균 자기 전이 온도와는 다르다. The temperature of the source 14 is changed by changing the temperature of the heating and cooling bath 13. After reaching the new temperature, the method described above is repeated to remove the second particle portion from the source 14. The particles of the second particle portion have an average magnetic transition temperature corresponding to the second temperature applied to the source 14. The average magnetic transition temperature of the second particle portion is different from the average magnetic transition temperature of the first particle portion 27.

상기 장치는 정적 또는 뱃치형 열자기 분리 공정을 실시하기 위해 이용될 수 있다. The apparatus can be used to perform a static or batch thermal demagnetization process.

도 2는 자기열량적 활성 입자를 분류하기 위해 사용된 제2 실시양태에 따른 장치(30)를 도시한다. Figure 2 shows an apparatus 30 according to a second embodiment used to sort magnetocalorically active particles.

상기 장치(30)는 밴드(31) 및 온도 구배(32)를 포함한다. 분류된 자기열량적 활성 물질의 입자(34)를 포함하는 공급원(33)은 밴드(31)의 이동에 의해 온도 구배(32)를 통하여 이송된다. 이 특정 실시양태에서, 밴드(31)는 온도 구배(32)를 통하여 공급원(33)을 화살표(35) 방향으로 이동시키기 위하여 진동한다. The device 30 includes a band 31 and a temperature gradient 32. A source 33 containing particles 34 of the classified magnetocalorically active material is transported through the temperature gradient 32 by movement of the band 31. In this particular embodiment, the band 31 vibrates in order to move the source 33 in the direction of the arrow 35 through the temperature gradient 32.

다른 실시양태에서, 밴드(31)는 밴드(31)의 이동에 의해 온도 구배(32)를 따라 온도 구배(32) 방향으로 공급원(33)을 이동시킬 수 있다. 밴드(31)는 예컨대 콘베이어 벨트일 수 있다. In another embodiment, the band 31 can move the source 33 in the direction of the temperature gradient 32 along the temperature gradient 32 by movement of the band 31. The band 31 may be, for example, a conveyor belt.

상기 장치(30)는 또한 밴드(31)의 길이를 따라 간격을 두고 위치하는 복수의 자석(36, 37, 38, 39)을 포함한다. 복수의 자석(36, 37, 38, 39) 각각은 온도 구배(32)로 인하여 상이한 온도에서 밴드(31) 위에 배치된다. 공급원(33)의 대다수의 입자(34)는 자기열량적 활성 물질을 포함한다. 입자(34)의 자기 전이 온도는 자기열량적 활성 물질의 조성의 상이함으로 인하여 상이하다. The device 30 also includes a plurality of magnets 36, 37, 38, 39 spaced along the length of the band 31. Each of the plurality of magnets (36, 37, 38, 39) is placed on the band (31) at different temperatures due to the temperature gradient (32). The majority of the particles 34 of the source 33 comprise a magnetocalorically active material. The magnetic transition temperature of the particles 34 is different due to the difference in the composition of the magnetocalorically active material.

밴드(31)는 공급원(33)의 온도가 온도 구배(32)에 상응하도록 하기에 적합한 속도로 온도 구배(32)를 통하여 또 복수의 자석(36, 37, 38, 39) 아래에서 공급원(33)을 수송한다. 따라서, 공급원(33)이 자석(36)에 도달함에 따라서, 온도 T1을 갖는다. 따라서, 자석(36)에 의해 생성된 자기장에 의해 온도 T1에서 고도로 자화된 입자들은 자석(36)에 유인되어 제1 입자 부분(40)을 제조하는 밴드(31) 상의 공급원(33)으로부터 제거된다. The band 31 is also connected to a source 33 (not shown) under a plurality of magnets 36, 37, 38, 39 through a temperature gradient 32 at a speed suitable for the temperature of the source 33 to correspond to the temperature gradient 32 Lt; / RTI > Thus, as the source 33 reaches the magnet 36, it has a temperature T1. Particles magnetically magnetized at temperature T1 by the magnetic field generated by the magnet 36 are attracted to the magnet 36 and removed from the source 33 on the band 31 producing the first particle portion 40 .

공급원(33)이 온도 구배(32)를 통하여 진행함에 따라서, 자석(37) 아래로 배치되므로 T1보다 낮은 온도 T2를 갖는다. 자석(37)에 의해 제공된 자기장의 존재로 인하여 고도로 자화되고 또 바람직하게는 온도 T2에서 포화된 입자들은 유인되므로, 공급원(33)으로부터 이들 입자를 분리하여 제2 입자 부분(41)을 생성한다. As the source 33 progresses through the temperature gradient 32, it has a temperature T2 that is lower than T1 because it is disposed below the magnet 37. [ It is highly magnetized due to the presence of the magnetic field provided by the magnet 37 and, preferably, particles saturated at the temperature T2 are attracted, so that these particles are separated from the source 33 to produce the second particle portion 41. [

공급원(33)은 밴드의 개시 부분에 연속적으로 공급될 수 있고 또 입자 부분은 자석의 배치로 인하여 밴드(31)를 따라 간격을 두고 공급원(33)으로부터 제거된다. 4개의 자석(36, 37, 38, 39)은 도 2에 도시되어 있고, 감소하는 온도에서 공급원으로부터 순차적으로 입자 부분을 제거하도록 배열된다. 그러나, 자석의 수 및 공급원으로부터 분류된 입자 부분은 4개에 한정되지 않는다. 공급원(33)으로부터 분류된 입자 부분의 수는 자석의 수 및 온도 구배가 제공되는 온도 범위를 조절하는 것에 의해 조정될 수 있다. The source 33 can be continuously fed to the beginning of the band and the particle portion is removed from the source 33 at intervals along the band 31 due to the arrangement of the magnets. The four magnets 36, 37, 38, 39 are shown in FIG. 2 and are arranged to sequentially remove particles from the source at a decreasing temperature. However, the number of magnets and the particle portion classified from the source are not limited to four. The number of particle portions sorted from the source 33 can be adjusted by adjusting the number of magnets and the temperature range over which the temperature gradient is provided.

자석(36, 37, 38, 39)은 합병되어 단일한 연장된 자석을 형성하여 원칙적으로 연속 분리를 허용한다. 자석(36, 37, 38, 39)은 도 2에 도시된 바와 같이 밴드(31)의 주요 표면에 수직한 자화 방향으로 배향될 수 있다. 그러나, 이들은 밴드와 평행하게 배향될 수 있다. 이러한 평행한 배열에서, 자석은 밴드 면에 대하여 수직인 축 근처에서 회전할 수 있다. 공급원(33) 내에서 생긴 스티어링 효과(steering effect)는 공급원으로부터 개별 입자의 추출을 지지한다. The magnets 36, 37, 38 and 39 are merged to form a single extended magnet, which in principle allows continuous separation. The magnets 36, 37, 38, 39 may be oriented in the magnetization direction perpendicular to the major surface of the band 31 as shown in Fig. However, they can be oriented parallel to the band. In this parallel arrangement, the magnet can rotate about an axis perpendicular to the band surface. The steering effect created within the source 33 supports the extraction of individual particles from the source.

제2 실시양태에 따른 장치(30)는 상이한 자기 전이 온도를 갖는 자기열량적 활성 물질을 포함하는 복수의 입자를 포함하는 공급원으로부터 자기열량적 활성 물질을 포함하는 입자를 분류하기 위한 연속적 열자기 분리 공정을 제공하기 위하여 이용될 수 있다. The apparatus 30 according to the second embodiment comprises a plurality of particles comprising a magnetocalorically active material having a different magnetic transition temperature and a continuous thermo-magnetic separation Process. ≪ / RTI >

다른 실시양태에서, 입자는 통로를 결정하는 다른 자석 시스템의 도움으로 공급원으로부터 분리된다. 예컨대, 수평 밴드가 원통형 자석 시스템에 걸쳐 이동하면, 높은 포화 자화를 갖는 입자는 더 낮은 포화 자화를 갖는 입자보다 더 낮은 포물선 경로를 따라 지시된다. 따라서, 2개 유형의 입자가 서로 분리될 수 있다. In another embodiment, the particles are separated from the source with the aid of other magnet systems that determine the passage. For example, as the horizontal band moves across the cylindrical magnet system, particles with a high saturation magnetization are directed along a lower parabolic path than particles with a lower saturation magnetization. Thus, the two types of particles can be separated from each other.

도 3은 제1 실시양태에 따른 샘플에 대한 온도 함수로서 자기열량 효과(MCE)라 명명될 수 있는 단열 온도 변화 그래프를 도시한다. 상기 공급원은 400 ㎛ 내지 500 ㎛의 직경과 LaFe11 .42Mn0 .32Si1 .26H1 .53의 명목상 조성을 갖는 입자를 포함한다. 상기 공급원으로부터 약 20 mm 거리를 두고 단일 영구 자석을 배치시켜 0.03 T의 자기장과 2.2 T/m의 자기장 구배를 제공한다. FIG. 3 shows a graph of the adiabatic temperature change which can be termed a magnetic calorimetric effect (MCE) as a function of temperature for a sample according to the first embodiment. The source includes particles having a nominal composition of LaFe 11 .42 Mn 0 .32 Si 1 .26 H 1 .53 with a diameter of from 400 μm to 500 μm. A single permanent magnet is placed at a distance of about 20 mm from the source to provide a magnetic field of 0.03 T and a magnetic field gradient of 2.2 T / m.

열자기 분리 공정에 의해 분리되지 않은 출발 분말은 도 3에서 점선으로 표시한다. 출발 분말의 자기 전이 온도는 곡선에서 피크 위치로 표시된 바와 같이 약 24℃이다. 출발 분말을 복수의 상이한 온도에서 자기장에 처리하고 또 일개 입자 부분을 이들 온도 각각에서 공급원으로부터 제거한다. 인가된 온도 사이의 간격은 2K이다. The starting powder not separated by the thermomagnetic separation process is indicated by the dotted line in Fig. The magnetic transition temperature of the starting powder is about 24 캜 as indicated by the peak position in the curve. The starting powder is subjected to a magnetic field at a plurality of different temperatures and one particle portion is removed from the source at each of these temperatures. The interval between the applied temperatures is 2K.

도 3은 이들 분말 부분 각각에 대한 온도에 대하여 자기열량 효과의 곡선을 도시한다. 도 3은 제1 부분 및 마지막 부분을 제외하고는, 입자 부분에 대한 피크 폭이 출발 분말의 피크 폭 보다 더 좁은데, 이는 개별 입자 부분의 균일성이 출발 분말보다 더 우수한 것을 나타낸다. 또한 이들 입자 부분의 자기열량 효과는 출발 혼합물보다 더 크다. 제1 부분 및 마지막 부분은 최고 및 최저 온도에서 제거된 부분이다. Fig. 3 shows the curve of the magnetic calorie effect on the temperature for each of these powder portions. Figure 3 shows that, except for the first and last portions, the peak width for the particle portion is narrower than the peak width of the starting powder, indicating that the uniformity of the individual particle portions is better than the starting powder. The magnetic calorimetric effect of these particle parts is also greater than that of the starting mixture. The first part and the last part are those removed at the highest and lowest temperatures.

출발 분말의 피크 온도에 비하여 훨씬 더 높고 훨씬 더 낮은 피크 온도를 갖는 입자 부분을 제거하면, 잔류하는 분말의 균일성이 개선될 수 있다. 따라서, 상기 방법은 소망하는 피크 폭 밖의 자기 전이 온도를 갖는 입자 부분을 제거하기 위하여 이용될 수 있다. 다른 입자 부분으로 분류될 수 있는 나머지 분말은 혼합물에 남겨질 수 있는데, 이는 상기 혼합물이 특정 적용에 대해 적합하게 균일한 특성을 갖기 때문이다. Removal of the portion of the particles having much higher and much lower peak temperatures relative to the peak temperature of the starting powder can improve the uniformity of the remaining powder. Thus, the method can be used to remove particles that have a magnetic transition temperature outside the desired peak width. The remaining powder that can be classified as other particle portions can be left in the mixture because the mixture has a suitably uniform property for the particular application.

도 4는 LaFe11 .39Mn0 .35Si1 .26H1 .53의 약간 상이한 조성과 17℃의 낮은 자기 전이 온도를 갖는 샘플에 있어서 온도에 대한 자기열량 효과의 그래프를 도시한다. 분말의 입자 크기는 400 ㎛ 내지 500 ㎛이다. 출발 분말은 2.2 T/m의 구배를 갖는 자기장 0.03T이 복수의 온도에서 분말에 인가되는 열자기 분리 공정에 처리시켰다. 온도 사이의 간격은 약 2℃이다. Figure 4 shows a graph of the caloric effect on temperature for a sample with a slightly different composition of LaFe 11 .39 Mn 0 .35 Si 1 .26 H 1 .53 and a low magnetic transition temperature of 17 ° C. The particle size of the powder is 400 탆 to 500 탆. The starting powder was subjected to a thermomagnetic separation process in which a 0.03 T magnetic field having a gradient of 2.2 T / m was applied to the powder at a plurality of temperatures. The distance between the temperatures is about 2 ° C.

상이한 피크 온도를 갖는 복수의 입자 부분이 얻어진다. 출발 분말의 피크 온도에 근접하는 피크 온도를 갖는 입자 부분은 출발 분말에 비하여 더 높은 자기열량 효과를 갖는다. 이들 결과는 열자기 분리 공정이 상이한 평균 자기 전이 온도를 갖는 출발 분말에 대하여 성공적으로 실시될 수 있음을 나타낸다. A plurality of particle portions having different peak temperatures are obtained. Particles of the particles having a peak temperature close to the peak temperature of the starting powder have a higher magnetic calorie effect than the starting powder. These results indicate that the thermomagnetic separation process can be successfully performed on starting powders having different mean magnetic transition temperatures.

도 5는 도 4의 조성에 상응하는 조성: LaFe11 .39Mn0 .35Si1 .26H1 .53, 17℃의 자기 전이 온도 및 250 ㎛ 미만의 평균 입자 크기를 갖는 분말에 있어서 온도에 대한 자기열량 효과의 그래프를 도시한다. Fig. 5 is a graph showing the composition corresponding to the composition of Fig. 4: LaFe 11 .39 Mn 0 .35 Si 1 .26 H 1 .53 , the temperature at a temperature of 17 ° C. and a mean particle size of less than 250 μm A graph of the magnetocaloric effect is shown.

상기 분말을 복수의 상이한 온도에서 자기 분리 처리시키고, 온도 사이의 간격은 약 2K이다. 자기열량 효과는 출발 분말의 평균 자기 전이 온도 17℃ 주변의 자기 전이 온도를 갖는 입자 부분에 있어서 증가하는 것으로 관찰되었다. 이들 결과는 열자기 분리가 상이한 입자 크기의 출발 분말에 대하여 사용될 수 있음을 나타낸다. The powder is magnetically treated at a plurality of different temperatures, and the interval between the temperatures is about 2K. The magnetic calorimetric effect was observed to increase in the part of the particles having a magnetic transition temperature around the average magnetic transition temperature of 17 DEG C of the starting powder. These results indicate that thermo-magnetic separation can be used for starting powders of different particle sizes.

도 6은 상이한 망간 함량: LaFe11 .74MnySi1 .26H1 .53 (식중, y는 1:1:1:1:1 비율의 0.32, 0.34, 0.36, 0.37, 0.39임)을 갖는 La(FeSi)13 상을 포함하는 분말의 동일 부분을 갖는 샘플에 있어서 온도에 대한 자기열량 효과의 그래프를 도시한다. 입자 크기는 400 ㎛ 내지 500 ㎛이다. 출발 분말을, 2.2 T/m의 구배를 갖는 자기장 0.03T이 복수의 온도에서 분말에 인가되는 열자기 분리 공정에 처리시켰다. 온도 사이의 간격은 약 2℃이다. Fig. 6 shows the results of the experiment with different manganese contents: LaFe 11 .74 Mn y Si 1 .26 H 1 .53 , where y is 0.32, 0.34, 0.36, 0.37, 0.39 in a 1: 1: Graphs of the effect of magnetocaloric effect on temperature in a sample having the same portion of powder containing La (FeSi) 13 phase are shown. The particle size is 400 탆 to 500 탆. The starting powder was subjected to a thermomagnetic separation process in which a magnetic field 0.03T with a gradient of 2.2 T / m was applied to the powder at a plurality of temperatures. The distance between the temperatures is about 2 ° C.

출발 분말에 있어서 온도에 대한 자기열량 효과(MCE)의 곡선은 도 6에서 점선으로 표시된다. 이 곡선은 상기 분말이 상이한 자기 전이 온도를 갖는 상을 포함하고 또 피크의 아주 큰 폭 및 서브피크의 존재로 인하여 균일하지 않다. The curve of the magnetocaloric effect (MCE) versus temperature in the starting powder is indicated by the dashed line in Fig. This curve contains the phase with a different magnetic transition temperature and is not uniform due to the very large width of the peaks and the presence of sub-peaks.

상기 분말은 출발 분말보다 더 큰 자기열량 효과를 갖는 다양한 입자 부분으로 분류될 수 있다. 일부 경우에서, 자기열량 효과는 2배 이상이다. 이들 결과는 분말 혼합물이 증가된 MCE 값으로 나타낸 바와 같이 양호한 균일성을 갖는 별개의 입자 부분으로 분류될 수 있음을 나타낸다. The powder may be classified into various particle portions having a larger caloric effect than the starting powder. In some cases, the caloric effect is more than double. These results indicate that the powder mixture can be classified as a separate particle fraction with good uniformity as shown by the increased MCE value.

도 7은 도 6에 도시된 실시양태에서도 사용된 분말의 분류를 예시하는 온도에 대한 자기열량 효과의 그래프를 도시한다. 그러나, 도 7에 예시된 실시양태에서, 제2 자석이 열자기 분리 동안 사용되었다. 제2 자석은 출발 분말의 공급원의 대향측에 배치된다. 이 실시양태에서, 0.08 T의 자기장 및 1 T/m의 자기장 구배가 이용된다. 이 실시양태에서, 자기장이 인가되는 온도 사이의 간격은 1K로 감소되었다. 복수의 입자 부분은 상이한 온도에서 출발 분말로부터 제거되었다. 각 입자 부분은 상이한 피크 온도를 갖는다. 이는 열자기 분리가 높은 자기장에서도 실시될 수 있음을 나타낸다. FIG. 7 shows a graph of the caloric effect on temperature, illustrating the classification of the powder used in the embodiment shown in FIG. However, in the embodiment illustrated in Figure 7, a second magnet was used during thermo-magnetic separation. The second magnet is disposed on the opposite side of the source of the starting powder. In this embodiment, a magnetic field of 0.08 T and a magnetic field gradient of 1 T / m are used. In this embodiment, the interval between the temperatures at which the magnetic field is applied is reduced to 1K. The plurality of particle portions were removed from the starting powder at different temperatures. Each particle portion has a different peak temperature. This indicates that the thermo-magnetic separation can be performed even in a high magnetic field.

어떠한 이론에 얽매이지 않고, 상기 기재된 실시양태에 따른 열자기 분리 방법은 하나 이상의 하기 개념을 기본으로 하는 것으로 생각된다. Without being bound by any theory, it is believed that the method of thermomagnetic separation according to the embodiments described above is based on one or more of the following concepts.

일부 자기열량적 활성 물질은 일반적으로 자기 전이 온도 또는 퀴리 온도에 상응하는 작업 온도의 영역에서 포화 자화의 큰 온도 의존성을 나타낸다. 자기 전이 온도는 자기열량적 활성 상의 조성에 강하게 의존할 수 있다. 예컨대, La(Fe,Si)13 상의 퀴리 온도는 Mn 및 H와 같은 원소를 치환하는 것에 의해 조절될 수 있다. 퀴리 온도는 Mn 1 중량%에 대하여 -26K 정도 감소하고 또 수소 1 중량%에 대하여 +700K 정도 증가한다. Some magnetocalorically active materials generally exhibit a large temperature dependence of saturation magnetization in the region of the working temperature corresponding to the magnetic transition temperature or Curie temperature. The magnetic transition temperature can strongly depend on the composition of the magnetocalorically active phase. For example, the Curie temperature on La (Fe, Si) 13 can be controlled by substituting elements such as Mn and H. The Curie temperature decreases by -26 K with respect to 1 wt% of Mn and increases by +700 K with respect to 1 wt% of hydrogen.

상기 퀴리 온도가 입자의 조성에 강하게 의존적이면, 상이한 온도에서 자기 분리를 이용하여 혼합물로부터 입자 부분들을 분리할 수 있다. 입자 부분들은 좁은 조성 범위를 가지는데, 이는 좁은 범위를 벗어난 조성은 이들의 포화 자화가 설정 온도에서 너무 작아서 자기적으로 유인되지 않기 때문이다. If the Curie temperature is strongly dependent on the composition of the particles, magnetic particles may be separated from the mixture using magnetic separation at different temperatures. The particle portions have a narrow composition range, because the composition outside the narrow range is because their saturation magnetization is too small at the set temperature to attract magnetically.

입자를 포화시키기에 충분히 큰 자기장이 인가되면, 상이한 자기 전이 온도의 입자는 상이한 정도로 자화된다. 도 8은 상이한 조성 및 상이한 자기 전이 온도를 갖는 2개의 자기열량적 활성 물질 A, B에 있어서 온도 함수로서 포화 자화의 그래프를 도시한다. When a magnetic field large enough to saturate the particles is applied, the particles with different magnetic transition temperatures are magnetized to different degrees. Figure 8 shows a graph of saturation magnetization as a function of temperature for two magnetocalorically active materials A and B having different compositions and different magnetic transition temperatures.

도 8은 소정의 분리 온도, Tseparation에서, 자기 분극이 샘플 B보다 샘플 A의 경우에 더 크다는 것을 나타낸다. 이들 입자들이 자기장에 더하여 자기장 구배에 처리되면, 상기 입자들은 중력에 더하여 자기력에 처리된다. 상기 자기력은 포화 자화에 따라 달라지며, 따라서 입자의 퀴리 온도에 따라 달라진다. 자기장 구배 방향이 생성한 자기력이 중력과 대향하도록 선택되고 또 자기장 구배의 값은 입자 A에 대한 자기력이 중력보다 크지만, 입자 B에 대한 자기력이 입자 B에 대한 중력보다 작도록 선택되면, 입자 A는 이동하게 되어 혼합물로부터 분리될 수 있다. Figure 8 shows that at a given separation temperature, T separation , the magnetic polarization is greater in the case of sample A than in sample B. When these particles are subjected to a magnetic field gradient in addition to a magnetic field, they are subjected to magnetic force in addition to gravity. The magnetic force depends on the saturation magnetization and therefore depends on the Curie temperature of the particles. If the magnetic force generated by the magnetic field gradient direction is selected so as to oppose gravity and the value of the magnetic field gradient is selected so that the magnetic force for the particle A is larger than the gravity but the magnetic force for the particle B is smaller than the gravity for the particle B, Can be moved and separated from the mixture.

상기 원리는 온도 및 자기장 및 자기구배의 적절한 선택에 의해 단일 공급원으로부터 복수의 입자 부분들을 분리하기 위해 이용될 수 있으므로, 입자 부분들은 상이한 퀴리 온도를 갖는다. The above principles can be used to separate a plurality of particle portions from a single source by appropriate selection of temperature, magnetic field and magnetic gradient, so that the particle portions have different Curie temperatures.

도 9는 각각 자기열량적 활성 물질을 포함하는 열자기 분리를 이용하여 분류된 복수의 입자 부분(101, 102, 103)으로부터 제작된 자기열교환기용 작업 부품(100)을 도시한다. FIG. 9 shows a workpiece 100 for a magnetic heat exchanger fabricated from a plurality of particle portions 101, 102, 103, respectively, which are classified using thermo-magnetic separation comprising a magnetocalorically active material.

상기 작업부품(100)은 작업부품(100)의 작업 방향(107)을 따라서 증가하거나 또는 감소하는 상이한 자기 전이 온도를 갖는 3개층(104, 105, 106)을 포함하는 층상 구조를 갖는다. 그러나, 이 작업부품(100)은 3개 층만을 갖는 것에 한정되지 않는다. 3층보다 더 적거나 더 많은 및 3개의 상이한 자기 전이 온도보다 작거나 또는 더 많은 온도가 작업 부품에 이용될 수 있다. The workpiece 100 has a layered structure comprising three layers 104, 105, 106 having different magnetic transition temperatures that increase or decrease along the working direction 107 of the workpiece 100. However, the working part 100 is not limited to having only three layers. Temperatures less than or greater than three layers and less than or greater than three different magnetic transition temperatures may be used for the workpiece.

작업부품(100)은 하기와 같이 제조할 수 있다. 입자 부분(101, 102, 103)을 접착제와 각각 혼합하여 3개의 별도의 페이스트를 얻는다. 제1 입자 부분(101)을 포함하는 페이스트를 금형에서 압축하고, 제2 입자 부분(102)을 상기 압축된 제1 입자 부분(101) 상에 배치하고 자가 압축시킨다. 제3 입자 부분(103)을 상기 제2 입자 부분(102) 상에 배치하고 압축하여 그린 바디를 생성한다. The working part 100 can be manufactured as follows. The particle portions 101, 102, and 103 are mixed with an adhesive to obtain three separate pastes. The paste comprising the first particle portion 101 is compressed in a mold and the second particle portion 102 is placed on the compressed first particle portion 101 and self-compressed. A third particle portion (103) is placed on the second particle portion (102) and compressed to create a green body.

그린 바디는 30℃ 내지 200℃ 범위의 온도에서 열처리되어 접착제를 경화시켜 작업 부품(100)을 제조한다. 상기 접착제는 결합제로 작용하며 또 압축된 입자만을 포함하는 작업 부품에 비하여 작업부품(100)의 기계적 통합성을 증가시키기 위해 사용될 수 있다. 결합제의 양은 작업부품에 개방 기공이 형성되도록 선택된다. 상기 개방 기공은 열전달 유체가 작업부품을 유통하도록 한다. 열 전달 유체는 작업부품의 개방 기공을 통하여 펌핑될 수 있다. 다른 실시양태에서, 접착제가 사용되지 않을 수 있다. The green body is heat treated at a temperature in the range of 30 캜 to 200 캜 to cure the adhesive to produce the workpiece 100. The adhesive can be used to increase the mechanical integrity of the workpiece 100 as compared to a workpiece that acts as a binder and includes only compressed particles. The amount of binder is selected to form open pores in the workpiece. The open pores allow the heat transfer fluid to flow through the workpiece. The heat transfer fluid may be pumped through the open pores of the workpiece. In another embodiment, an adhesive may not be used.

다른 비제한적인 실시양태에서, 작업부품(100)은 다음과 같이 제조된다. 입자 부분(101, 102, 103)을 상기 기재된 실시양태에서와 같이 각각 금형기 내에 적층 방식으로 배치시키고 또 층상 구조를 압축하여 그린 바디를 제조한다. 상기 층은 층상 구조가 금형기에서 형성되도록 차례로 압축될 수 있다. 상기 그린 바디는 온도에서 열처리되어 입자를 소결시켜 소결된 작업부품(100)을 제조한다. In another non-limiting embodiment, the workpiece 100 is fabricated as follows. The particle portions 101, 102 and 103 are arranged in a laminating manner in the molds, respectively, as in the embodiments described above, and the lamellar structure is compressed to produce a green body. The layer can be compressed sequentially so that a layered structure is formed in the mold. The green body is heat treated at a temperature to sinter the particles to produce a sintered workpiece 100.

적합한 열처리 조건은 예컨대 La(FeSi)13-계 상의 경우 300℃ 내지 1200℃ 범위에서 2시간 내지 10시간일 수 있다. 그린 바디를 형성하는 압축은 10 MPa 내지 300 MPa 범위의 압력 및 경우에 따라 30℃ 내지 250℃와 같은 실온 이외의 온도에서 실시될 수 있다. Suitable heat treatment conditions may be, for example, from 2 hours to 10 hours in the range of 300 ° C to 1200 ° C in the case of the La (FeSi) 13 -based phase. The compression to form the green body can be carried out at pressures in the range from 10 MPa to 300 MPa and, occasionally, at temperatures other than room temperature, such as 30 DEG C to 250 DEG C.

이론에 얽매이지 않고, 열자기 분리(TMS)는 하나 이상의 하기 개념을 이용할 수 있다. Without being bound by theory, thermo-magnetic separation (TMS) can utilize one or more of the following concepts.

z 방향에서 수직으로 배향된 비균일 자기장에서 개별 입자에 작용하는 힘이 산출될 수 있다. 고려될 조건은 도 10에 도시하며, Bz는 외부로부터 인가된 자기 유도(T)이고, dBz/dz는 구배(T/m)이며, J는 분극(T)이고, m은 질량(kg)이고, ρ는 밀도(kg/m3)이고, 또 마지막으로 FG는 무게중력(weight force)(N)이다. the forces acting on the individual particles in a non-uniform magnetic field oriented vertically in the z direction can be calculated. The conditions to be considered are shown in Fig. 10 where B z is the magnetic induction applied from the outside, dB z / dz is the gradient (T / m), J is the polarization (T) and m is the mass ), Ρ is the density (kg / m 3 ), and finally F G is the weight force (N).

작용점Point of action

자기력 및 중력이 입자에 작용한다: Magnetic force and gravity act on the particles:

Figure 112013017052306-pat00001
Figure 112013017052306-pat00001

상기 2개 힘을 동일하게 만들면 열자기 분리의 작용점을 설명하는 평형 조건을 생성한다: By making the two forces equal, an equilibrium condition is created that describes the point of action of the thermomagnetic separation:

Figure 112013017052306-pat00002
Figure 112013017052306-pat00002

방정식의 좌측은 중력의 영향을 설명하고 또 방정식의 우측은 자기력의 영향을 설명한다. 자기장의 구배가 입자의 부피에 걸쳐 일정한 것으로 추정될 수 있는 한, 상기 평형 조건은 입자의 질량 또는 부피에 의존하지 않는다. 자기장의 강도는 조건에 명확하게 포함되지 않는다.The left side of the equation describes the effect of gravity and the right side of the equation describes the influence of magnetic force. As long as the gradient of the magnetic field can be assumed to be constant over the volume of the particles, the equilibrium condition does not depend on the mass or volume of the particles. The strength of the magnetic field is not explicitly included in the condition.

포화 조건Saturating condition

열자기 분리 함수를 만들기 위하여, 자기장은 분류될, 즉 공급원으로부터 제거될 입자의 자기열량적 활성 상을 자기적으로 포화시킬 만큼 충분히 강해야 한다. To create a thermomagnetic separation function, the magnetic field must be strong enough to magnetize, that is, to magnetically magnetize the magnetocalorically active phase of the particle to be removed from the source.

필요한 포화 전계강도를 산출하기 위하여, 자기열량적 입자는 이들의 자기 전이 온도 영역에서 아주 용이하게 자화될 수 있고 또 자화 거동은 필수적으로 입자 자신의 자기제거장에 의해 결정되는 것으로 추정된다. 이러한 추정은 정방정 대칭인 La(FeSi)13-계 물질의 경우에 허용되는 것으로 간주된다. 이 경우, 자기열량적으로 효과적인 투과성은 입자의 기하 및 배향에만 의존하며 이하의 식이 적용된다: In order to calculate the saturation field strength required, it is assumed that the magnetocaloric particles can be easily magnetized in their magnetic transition temperature region and that the magnetization behavior is essentially determined by the magnetic self-elimination field of the particles themselves. This estimate is considered acceptable for the case of tetragonal symmetric La (FeSi) 13 -based materials. In this case, the permeability effective in terms of magnetocalorically depends only on the geometry and orientation of the particles, and the following formula applies:

Figure 112013017052306-pat00003
Figure 112013017052306-pat00003

Hext는 입자 상에 작용하는 외부 자기장이고 또 N은 자기장의 방향에서 작용하는 자기제거 인자이다. Bz는 본 명세서에서 고려하는 특수한 경우에서 입자의 위치에서 z 방향에서 작용하는 자기 유도이다. 상이한 입자 기하는 도 11에서 볼 수 있는 바와 같이 상이한 자화 곡선을 초래한다. H ext is the external magnetic field acting on the particle and N is the magnetorheological factor acting in the direction of the magnetic field. B z is the magnetic induction acting in the z direction at the position of the particle in the particular case considered here. The different particle groups result in different magnetization curves as can be seen in Fig.

여기서 포화 전계강도 H1는 고려중인 입자의 자기제거 인자에 따라 달라진다. 입자는 자유롭게 움직일 수 있기 때문에 이들은 인가된 자기장에 대하여 평행하게 배향되도록 이들의 가장 긴 축이 언제나 회전한다. 그 결과, N = 1/3인 구형 입자의 경우에서는 입자를 포화시키기 위해 필요한 예상되는 가장 큰 전계강도가 생긴다. 열자기 분리의 경우 방정식(3)에 더불어 하기 조건이 가장 잘 충족한다: Where the saturation field strength H 1 depends on the magnetic removal factor of the particle under consideration. Because the particles can move freely, they are always rotated in their longest axis so that they are oriented parallel to the applied magnetic field. As a result, in the case of spherical particles having N = 1/3, the largest expected electric field intensity required to saturate the particles is generated. In addition to equation (3), the following conditions are the best for thermomechanical separation:

Figure 112013017052306-pat00004
Figure 112013017052306-pat00004

상기 조건이 충족되지 않으면, 이들의 가장 긴 축을 따른 이들의 형상 덕분에 가장 용이하게 자화될 수 있는 입자가 더욱 리프트 오프(lift off)되는 경향이 있을 것이다. 이러한 경우 입자는 소망하는 퀴리 온도에 의해서라기 보다는 형상에 의해 분류될 것이다. If the above conditions are not met, the particles that can be magnetized most easily due to their shape along their longest axis will tend to further lift off. In this case, the particles will be classified by shape rather than by the desired Curie temperature.

중간 상Intermediate phase 조건 Condition

LaFeSi 합금 분말은 적은 %의 αFe 상을 함유할 수 있다. 상기 αFe 상은 제조하는 동안 완전하게 용해되지 않았던 바람직하지 않은 소결 잔류물이거나, 또는 제조에 이용된 분말 야금 공정 동안 증가된 산소 흡수에 의해 Fe-풍부한 측으로 밀려진 금속 조성물로부터 기인할 수 있다. 그러나, 특히 부식성이 있는 LaFeSi13 상의 형성을 의도적으로 방지하기 위하여 화학양론적 양에서 벗어난(off-stoichiometric) 합금 분말을 제조할 수 있다. Fe 혼입은 인가된 자기장과 천연적으로 반응하여 열자기 분리를 위해 바람직하지 않은 힘 관여를 초래한다. The LaFeSi alloy powder may contain a small percentage of alpha Fe phase. The αFe phase may be undesirable sintered residues that were not completely dissolved during manufacture or may be due to metal compositions pushed to the Fe-rich side by increased oxygen uptake during the powder metallurgy process employed in the manufacture. However, it is possible to produce off-stoichiometric alloy powders, especially to prevent intentional formation of the corrosive LaFeSi 13 phase. Fe incorporation reacts naturally with the applied magnetic field, resulting in undesirable force involvement for thermo - magnetic separation.

αFe 상은 구조 중에 구형 혼입 형태로 일반적으로 존재하고 또 평균적으로 NFe = 1/3의 자기제거 인자를 추정할 수 있다. αFe 는 실온에서 약 2.16 T의 포화 분극을 가지므로, 약 0.7 T의 전계강도가 도달하기 전에는 충분히 포화되지 않을 것이고 또 효과적인 분극은 다음과 같이 기재된다: The αFe phase is generally present in the structure in spherical incorporation form and on average contains N Fe = 1/3 can be estimated. Since alpha Fe has a saturation polarization of about 2.16 T at room temperature, it will not saturate sufficiently until the field strength of about 0.7 T has been reached, and the effective polarization is described as follows:

Figure 112013017052306-pat00005
Figure 112013017052306-pat00005

이는 αFe 함량으로부터 초래하는 다음과 같은 입자 상에 대한 힘 성분의 표시를 초래한다: This results in an indication of the force component on the particle surface resulting from the? Fe content:

Figure 112013017052306-pat00006
Figure 112013017052306-pat00006

식 중에서, α는 αFe의 부피부(part by volume)임. In the formula, α is a part by volume of αFe.

열자기 분리를 생성하기 위하여, FFe 는 입자에 작용하는 무게 중력(weight force) 미만이어야 하고, 다음과 같은 중간 상 조건을 초래한다: To produce thermo-magnetic separation, F Fe must be less than the weight force acting on the particles, resulting in the following intermediate phase conditions:

Figure 112013017052306-pat00007
Figure 112013017052306-pat00007

일반적으로, 자기열량적 활성 상 β의 상 부분은 100% 미만인 것을 고려할 수 있다. 이는 열자기 분리의 용이성에 대한 다음과 같은 조건을 초래한다: Generally, it can be considered that the upper portion of the magnetocalorically active phase beta is less than 100%. This leads to the following conditions for the ease of thermo-magnetic separation:

Figure 112013017052306-pat00008
Figure 112013017052306-pat00008

도 12는 열자기 분리에 대한 αFe의 영향을 도시하며, JS = JS (T)를 갖는 1:13 상, 상 성분: JS = 2.16 T를 갖는 β 및 αFe, 상 성분: α. JS 는 TMS가 실시된 온도에서 자기열량 상의 포화 분극이다. 청정 분리를 달성하기 위하여, βJS 는 3αBz 와 비교하여 가능한한 커야한다. 도 12는 JS/3 보다 약간 크게 선택된 Bz 에 대한 요건을 도시한다. 열자기 분리에 사용하기에 적합한 조건은 도 12에 회색 영역으로 표시되어 있다. Figure 12 shows the effect of alpha Fe on thermomagnetic separation, with 1:13 phase with J S = J S (T), beta and alpha Fe with phase component: J S = 2.16 T, phase component: alpha. J S is the saturation polarization on the magnetic calorie at the temperature at which the TMS is performed. In order to achieve clean separation, βJ S should be as large as possible compared to 3αB z . Figure 12 shows the requirements for B z selected slightly larger than J S / 3. Conditions suitable for use in thermomechanical separation are indicated by gray areas in FIG.

도 12를 참조하여, 일 실시양태에서, 리프트 오프 조건(9)이 충족되는 자기열량 상의 포화 자화는 가장 큰 분리 첨예도를 달성하기 위하여 포화 자화의 온도 의존성이 가장 큰 영역에 배치된다. 방정식(9)에서 선택된 구배는 충분히 낮아야하고 또 방정식(10)에서 선택된 Bz는 약 0.5T의 비교적 높은 소망하는 포화 분극이 도달될 때까지 입자를 리프트 오프하지 않도록 충분히 높아야 한다. 이 방법은 개별 입자에 대해 이용될 수 있다. 그러나, 실제로, 괴상 분말(bulk powder)이 사용되고 또 그러한 고도의 자화는 분말 입자 사이에서 상당한 상호작용을 초래하므로 분리 첨예도에서 악화를 초래한다. 다음은 상기 유형의 파괴성 상호작용의 경우에서 예상될 수 있는 분극 정도의 산출을 설명한다. Referring to Fig. 12, in one embodiment, the saturation magnetization on the magnetic calorie amount at which the lift-off condition 9 is satisfied is placed in the region where the temperature dependence of the saturation magnetization is greatest to achieve the largest separation sharpness. The gradient selected in equation (9) should be low enough and B z selected in equation (10) to be high enough not to lift off the particles until a relatively high desired saturation polarization of about 0.5 T is reached. This method can be used for individual particles. However, in practice, bulk powder is used and such a high degree of magnetization causes significant interactions between the powder particles, resulting in deterioration in separation sharpness. The following describes the calculation of the degree of polarization that can be expected in the case of this type of destructive interaction.

입자 상호작용Particle interaction

2개의 인접하는 입자 사이의 상호작용을 산출하기 위하여, 이들의 쌍극자 모멘트 μ 1 μ 2 에 의해 입자를 간단히 설명하는 제1 근사치(first approximation)로 충분하다. 진한 색으로 표시한 글자의 이용은 벡터값을 나타낸다. 정자기(magnetostatic) 쌍극자 상호작용 에너지는 일반적으로 다음과 같다: In order to calculate the interaction between two adjacent particles, their dipole moments mu 1 And μ 2 A first approximation that briefly describes the particle is sufficient. The use of letters in dark colors indicates vector values. The magnetostatic dipole interaction energies are generally as follows:

Figure 112013017052306-pat00009
Figure 112013017052306-pat00009

여기서 r은 2개 입자의 중간 지점 사이에서 위치 벡터이다. μ 1 μ 2 향이 z축과 일치하는 문제에서 특수한 경우를 고려하면, 측대측(r에 대하여 수직인μ) 대신 z 축(r에 대하여 평행한 μ)를 따라 서로 뒤로 입자를 더욱 에너지적으로 바람직하게 배치시키는 공지 조건을 이해하는 것은 방정식(12)의 도움으로 용이하다. 이는 전계강도 방향에서 분말 사슬의 공지된 형성 및 그에 수직하는 사슬의 거부를 초래한다. Where r is the position vector between the midpoints of the two particles. μ 1 And μ 2 The arrangement of the room smell preferably the (perpendicular to μ with respect to r) instead of each other particles back along (parallel to μ with respect to r) z-axis, the side contralateral Considering the special case in the problem of matching the z-axis in a more energetically Is easy to understand with the help of equation (12). This results in the known formation of a powder chain in the field strength direction and rejection of the chains perpendicular thereto.

전계강도 방향이 무게 중력과 평행하면, 일개 입자는 서로의 직경에 의해 리프트되어 도 13에 도시된 바와 같이 분말 사슬의 제1 원소를 형성한다. When the electric field strength direction is parallel to gravity gravity, one particle is lifted by the diameter of each other to form the first element of the powder chain as shown in Fig.

이를 실시하는데 필요한 작업이 정자기적(magnetostatic) 에너지에서 이득보다 적다면, 분말 사슬은 적합하게 일단 활성화되면 형성된다. 도 13은 동일한 크기의 구형 입자의 가장 간단한 경우에 대하여 필요한 조건을 도시한다. If the work required to do this is less than the gain in the magnetostatic energy, the powder chain is formed once it is properly activated. Figure 13 shows the necessary conditions for the simplest case of spherical particles of the same size.

D는 입자의 직경이다. 분극 J는 자기장에 의해 z 방향으로 강제되며, 포화 조건(10)을 충족하는 Bz는 분극을 입자의 상대적 위치에 독립적으로 만든다. R을 입자의 반경으로 한다: D is the particle diameter. The polarization J is forced in the z direction by the magnetic field, and B z , which satisfies the saturation condition 10, makes the polarization independent of the relative position of the particles. Let R be the radius of the particle:

Figure 112013017052306-pat00010
Figure 112013017052306-pat00010

본 명세서에서 고려한 특별한 경우에서, 방정식(12) 중에 방정식(13)을 포함시키는 것은 하기 정자기 에너지에 따라서 2개 구상으로 이루어진 분말 사슬을 초래한다: In the particular case considered here, including equation (13) in equation (12) results in a powder chain consisting of two spheres in accordance with the following static magnetic energy:

Figure 112013017052306-pat00011
Figure 112013017052306-pat00011

경계성 경우에서 정자기 에너지의 감소는 분말 사슬이 형성됨에 따라 있을 수 있는 에너지 증가를 보상해야 하므로, 하기 평형 조건을 생성한다: The reduction of the magnetostatic energy in the boundary case must compensate for the increase in energy that can be present as the powder chain is formed, so that the following equilibrium condition is created:

Figure 112013017052306-pat00012
Figure 112013017052306-pat00012

J1 = J2 이면, 분말 사슬 형성이 D에 따라서 발생하기 때문에 경계 분극을 산출할 수 있다. 약 7.1 g/cm3 의 전형적인 LaFeMnSiHsat 밀도는 1 mm의 입자 직경에서 약 0.033T의 경계 분극을 초래하고 또 100㎛의 입자 직경에서 오직 약 0.010T의 경계 분극을 초래한다. 더 긴 사슬을 형성하기 위하여, 새로이 결합하는 입자들은 계속 증가하는 높이 차이를 극복해야 하며 그 결과로 필요한 자화 정도는 상기 방정식(15)에 따라 사슬 길이의 근(root)에 따라서 증가한다. If J 1 = J 2 , the formation of the powder chain occurs according to D, so that the boundary polarization can be calculated. A typical LaFeMnSiH sat density of about 7.1 g / cm < 3 > results in a boundary polarization of about 0.033T at a particle diameter of 1 mm and also results in a boundary polarization of only about 0.010T at a particle diameter of 100 mu m. In order to form a longer chain, the newly binding particles have to overcome the ever increasing height difference and as a result the required degree of magnetization increases with the root of the chain length according to the above equation (15).

분말 사슬이 동일 자기 전이 온도를 갖는 균일한 입자로 구성되면, 열자기 분리가 실시될 수 있다. 떨어지는 온도로 인하여 포화 자화가 상기 리프트 오프 조건(9)를 충족하기에 충분히 높아지자마자, 전체 사슬은 괴상(bulk) 물질 밖으로 리프트된다. 방정식(15)에 따라면, 이것은 엄밀하게는 최초 사슬을 형성하는 최고 포화 자화 및 최고 자기 전이 온도를 갖는 입자이다.If the powder chains are made up of uniform particles having the same magnetic transition temperature, thermo-magnetic separation can be carried out. As soon as the falling temperature is high enough for the saturation magnetization to meet the lift-off condition (9), the entire chain is lifted out of the bulk material. According to equation (15), this is a particle with the highest saturation magnetization and highest magnetic transition temperature, which strictly form the initial chain.

그러나, 사슬 내 입자 사이의 유인력(attractive forces)은 무게 중력보다 더 클 수 있고 또 그 결과 충분히 자기적으로 포화되지 않은 입자는 충분히 높은 퀴리 온도를 갖는 입자 상에서 톤오프 "피기백"(torn off "piggy-backed")일 수 있다. 도 13에 도시된 바와 같은 2개 입자 접촉 사이의 힘은 z에 대하여 미분(14)하는 것에 의해 산출될 수 있다: However, the attractive forces between intragranular particles can be greater than gravity gravity and as a result, particles that are not sufficiently magnetically saturated can be "torn off" on particles with sufficiently high Curie temperatures, piggy-backed "). The force between two particle contacts as shown in Figure 13 can be calculated by differentiating 14 against z:

Figure 112013017052306-pat00013
Figure 112013017052306-pat00013

상기 힘을 낮은 입자에 대하여 작용하는 무게 중력과 동일하게 만드는 것은 상기 방정식(15)과 유사한 방식으로 입자의 계속되는 접착력에 대한 조건을 초래한다: Making the force equal to gravity acting on low particles results in a condition for continued adhesion of the particles in a manner similar to equation (15) above:

Figure 112013017052306-pat00014
Figure 112013017052306-pat00014

따라서 인접 입자로부터 떨어지게 이동하는 평균 분극은 분말 사슬을 형성하는데 필요한 분극에 비하여 ν3 인자 정도로 더 낮다. 분말 입자 상호작용의 영향을 최소화하기 위하여, 수백 ㎛의 직경을 갖는 입자에 대한 포화 분극은 0.1T보다 현저하게 낮아야 한다. 또한, 괴상 분말을 비교적 얇게 유지하고 또 분말 입자의 응집을 기계적 진동에 의해 억제하는 것이 타당하다. 이는 진동하는 콘베이어로 분말을 수송하는 것과 열자기 분리를 실시하기 위하여 최소한의 자기장 사용을 조합하는 것에 의해 실시될 수 있다. Therefore, the average polarization moving away from the adjacent particles is lower than the polarization required to form the powder chain, about 僚 3 factor. In order to minimize the effect of powder particle interactions, the saturation polarization for particles with a diameter of several hundred micrometers should be significantly lower than 0.1T. Further, it is appropriate to keep the bulk powder relatively thin and to suppress agglomeration of the powder particles by mechanical vibration. This can be done by transporting the powder to an oscillating conveyor and combining the use of a minimal magnetic field to effect thermo-magnetic separation.

산출된 예 및 작업 Calculated examples and tasks 다이아그램Diagram

상기로부터 추론된 조건은 자기장 구배 함수로서 방정식(9)에 따라 입자의 리프트 오프하는데 필요한 포화 자화를 플럿하는 다이아그램의 도움으로 가장 잘 논의된다. 이것은 일련의 전계강도 Bz, αFe 부분 α 및 자기열량적 활성 1:13 상 β의 분율에 대해 도 14에 도시되어 있다. 7.1 g/cm3 의 전형적인 LaFeMnSiHsat 밀도값이 사용되었다. The inferred condition from above is best discussed with the aid of a diagram that plots the saturation magnetization required to lift off the particles according to equation (9) as a magnetic field gradient function. This is shown in Fig. 14 for a series of field strengths Bz, alpha Fe portion alpha and fraction of magnetocalorically active 1:13 phase beta. A typical LaFeMnSiH sat density value of 7.1 g / cm < 3 > was used.

실선의 흑색 곡선은 100% 1:13 상으로 이루어지고 αFe를 함유하지 않는 샘플의 경우를 나타낸다. 방정식(9)에 따른 경우에서 바이어스 포인트(bias point)는 전계강도에 의존하지 않고 오로지 구배에 의존한다. 그러나, 포화 조건(10)은 여전히 충족될 필요가 있다. 흑색 선의 산출에는 0.03T의 Bz이 추정되었다. 포화 조건의 결과로서, 상기 선은 포화 분극 0.09T에서 약 1 T/m의 dBz/dz에서 끝난다. 이는 0.03T의 전계강도에서 구배는 열자기 분리가 작용한다면 적어도 약 1 T/m이어야 함을 의미한다. 상기 기재된 실시양태는 Bz = 0.03T 및 2.2 T/m의 구배에서 사용한다. 이러한 전계 구조에서 퀴리 온도 이상의 온도로부터 1:13 입자가 서서히 냉각되면, 이들의 포화 자화는 약 0.04T의 값에서 입자가 괴상 분말 밖으로 리프트될 때까지 증가한다. The black curve of the solid line represents a case of a sample which is 100% 1:13 phase and does not contain? Fe. In the case of the equation (9), the bias point does not depend on the electric field intensity but depends only on the gradient. However, saturation condition 10 still needs to be met. Is 0.03T in B z was estimated, the calculated black line. As a result of the saturation condition, the line ends at a saturation polarization of 0.09T at about 1 T / m dB z / dz. This means that at an electric field strength of 0.03 T the gradient should be at least about 1 T / m if thermomembrane works. The embodiment described above is based on the assumption that B z = 0.03 T and 2.2 T / m. In this electric field structure, when 1:13 particles from the temperature above the Curie temperature are slowly cooled, their saturation magnetization increases until the particles are lifted out of the bulk powder at a value of about 0.04T.

도 14에서 점선은 0.03T 전계강도에서 αFe 함량을 증가시키는 효과를 도시한다. 5%의 αFe 함량은 작업 곡선의 경로에 경미한 효과만을 갖는다(참조. 실선 흑색 및 점선). 그러나 10%(짧은 점선) 및 20%(긴 점선)에서 입자를 리프트 오프하는데 필요한 더 높은 구배에 대한 1:13 상의 포화 분극은 현저히 떨어진다. 20% αFe에서 약 5 T/m Js (1:13)의 구배로부터 음성이었다. 이는 이들 조건하에서 αFe 함량 단독에 작용하는 힘이 입자를 리프트 오프하는데 충분함을 의미한다. 이것은 (9)에 포함되면 Js (1:13) > 0으로 다시 기재될 수 있는 중간 상 조건(11)에 상응한다. 14, the dotted line shows the effect of increasing the? Fe content at 0.03T electric field intensity. The αFe content of 5% has only a slight effect on the path of the working curve (see solid line and dotted line). However, the saturation polarization of 1:13 on the higher gradient required to lift off the particles at 10% (short dashed line) and 20% (long dashed line) is significantly reduced. Was negative from a gradient of 20% αFe to about 5 T / m J s (1:13). This means that under these conditions the force acting on the? Fe content alone is sufficient to lift off the particles. This corresponds to an intermediate phase condition (11) which can be rewritten as J s (1:13)> 0 if included in (9).

2.2 T/m의 구배에서, 20% αFe 함량은 약 0.04에서부터 약 0.03T로 Js (1:13)에서 감소를 초래한다. 이것은 상이한 αFe 함량에 의해 열자기 분리의 분리 첨예도를 감소시킨다. 도 14는 또한 구배가 낮을수록 αFe 함량에 대한 민감성이 더 낮아지는 것을 도시한다. Bz = 0.03T에서 약 1 T/m의 전계강도에 허용될 수 있는 최소 구배에서 다양한 αFe 함량에 대한 선은 실질적으로 수렴된다. At a slope of 2.2 T / m, the 20% αFe content causes a decrease in J s (1:13) from about 0.04 to about 0.03 T. This reduces the separation sharpness of the thermo-magnetic separation by the different? Fe content. FIG. 14 also shows that the lower the gradient, the lower the sensitivity to the? Fe content. B z = 0.03T, the line for the various alpha Fe contents at a minimum gradient that is acceptable for an electric field strength of about 1 T / m is substantially converged.

마지막으로, 진한 흑색(Bz = 0.01 T), 짧은 점선(Bz = 0.03 T) 및 긴 점선(Bz = 0.08 T)에 의해, 도 15는 5% αFe 및 90% 1:13 상에서 전형적인 LaFeMnSiHsat에 대한 자기장 강도의 영향을 도시한다. Bz = 0.08 T 및 약 1 T/m의 구배의 경우, 합리적인 열자기 분리를 여전히 실시할 수 있다. 그러나, 필요한 약 0.085 T의 비교적 높은 Js (1:13)은 사슬 형성에 대한 현저히 증가된 경향을 초래한다. Finally, dark black (B z = 0.01 T), a short dashed line (B z = 0.03 T) and the long dashed line (B z = 0.08 T), Figure 15 shows the effect of the magnetic field strength on typical LaFeMnSiH sat at 5% alpha Fe and 90% 1:13. B z = 0.08 T and about 1 T / m, reasonable thermomagnetic separation can still be carried out. However, the relatively high J s of about 0.085 T (1:13) results in a significantly increased tendency towards chain formation.

방정식(9)에 따라 예상되는 바와 같이, αFe의 영향은 Bz에 따라 감소하고 또 Bz = 0.01 T의 경우 작업 곡선은 무-αFe 이상곡선과 거의 동일하다. 상기에서 추론된 결과를 고려하면, 약 4-5 T/m의 구배에서 약 0.01 T의 Bz는 열자기 분리에 대한 특히 바람직한 바이어스 포인트임을 제시한다. 이러한 영역에서 예상된 αFe 영향은 낮고 또 약 0.02 T의 비교적 낮은 1:13 상 포화 분극으로 인하여 입자 사이의 예상된 상호작용도 또한 낮다. As expected from equation (9), the effect of αFe decreases with B z , and for B z = 0.01 T, the working curve is almost the same as the non-αFe ideal curve. Considering the results deduced above, we suggest that a B z of about 0.01 T at a gradient of about 4-5 T / m is a particularly desirable bias point for thermomagnetic separation. The expected αFe effect in this region is low and the expected interaction between particles is also low due to the relatively low 1:13 phase saturation polarization of about 0.02 T.

Claims (34)

분류될 물품들의 공급원을 제공하는 단계, 이때 상기 공급원은 상이한 자기 전이 온도를 갖는 자기열량적 활성물질을 포함하는 물품들을 포함하며, 상기 물품들은 하나 이상의 La(Fe1-bSib)13-계 상, Gd5(Si, Ge)4-계 상, Mn(As,Sb)-계 상, MnFe(P,As)-계 상, Tb-Gd-계 상, (La, Ca, Pr, Nd, Sr)MnO3-계 상, Co-Mn-(Si, Ge)-계 상 및 Pr2(Fe,Co)17-계 상을 포함하고;
상이한 온도에서 자기장을 상기 공급원에 순차적으로 인가하는 단계, 이때 상기 자기장은 일부 물품의 관성(inertia)보다 더 큰 자기력을 상기 공급원에 작용하기에 충분하여서, 상기 일부 물품을 이동하게 하여 물품 일부를 생성하며; 및
각 온도에서 상기 물품 일부를 수집하여 상이한 자기 전이 온도를 갖는 분리된 물품 일부들을 제공함으로써, 자기열량적 활성 물질을 포함하는 상기 물품들을 자기 전이 온도에 따라 분류하는 단계를 포함하는;
자기 전이 온도에 따라 자기열량적 활성 물질을 포함하는 물품을 분류하는 방법.
Providing a source of articles to be classified, wherein the source comprises articles comprising a magnetocalorically active material having a different magnetic transition temperature, said articles comprising at least one La (Fe 1-b Si b ) 13 -system (La, Ca, Pr, Nd, Pd) phase, Gd 5 (Si, Ge) 4 -phase, Mn (As, Sb) Sr) MnO 3 - based phase, Co-Mn- (Si, Ge ) - based phase and Pr 2 (Fe, Co) 17 - including the type phase and;
Sequentially applying a magnetic field to the source at different temperatures, wherein the magnetic field is sufficient to act on the source of a magnetic force greater than the inertia of some of the article, ; And
Collecting a portion of the article at each temperature to provide portions of the separated article having different magnetic transition temperatures, thereby sorting the articles comprising the thermally activated magnetic material according to the magnetic transition temperature;
A method of sorting an article comprising a magnetocalorically active material according to a magnetic transition temperature.
제1항에 있어서,
상기 공급원의 온도는 제1 소망하는 자기 전이 온도 Ttrans1 에 상응하는 온도 T1에 설정되고,
자기장을 상기 공급원에 인가하여 Ttrans1 ± 3℃의 자기 전이 온도를 갖는 상기 공급원 이내의 제1 물품 일부가 자기적으로 자석에 유인되어 상기 공급원으로부터 제거되게 하며, 상기 제1 물품 일부가 수집되는, 자기 전이 온도에 따라 자기열량적 활성 물질을 포함하는 물품을 분류하는 방법.
The method according to claim 1,
The temperature of the source is set at a temperature T 1 corresponding to a first desired magnetic transition temperature T trans1 ,
Applying a magnetic field to the source to magnetically magnetically attract a portion of the first article within the source having a magnetic transition temperature of T trans1 +/- 3 DEG C to be removed from the source, A method of sorting an article comprising a magnetocalorically active material according to a magnetic transition temperature.
제2항에 있어서,
상기 공급원의 온도는 제2의 소망하는 자기 전이 온도 Ttrans2 에 상응하는 온도 T2로 변하며, 이때 Ttrans2 ≠ Ttrans1 이고,
자기장을 상기 공급원에 인가하여 Ttrans2 ± 3℃의 자기 전이 온도를 갖는 상기 공급원 이내의 제2 물품 일부가 자기적으로 자석에 유인되어 상기 공급원으로부터 제거되게 하며, 상기 제2 물품 일부가 수집되는, 자기 전이 온도에 따라 자기열량적 활성 물질을 포함하는 물품을 분류하는 방법.
3. The method of claim 2,
The temperature of the source changes to a temperature T 2 corresponding to a second desired magnetic transition temperature T trans2, where T trans2 ≠ T trans1 ,
Applying a magnetic field to said source to magnetically magnetically attract a portion of a second article within said source having a magnetic transition temperature of T trans2 +/- 3 DEG C to be removed from said source, A method of sorting an article comprising a magnetocalorically active material according to a magnetic transition temperature.
제3항에 있어서,
0.5℃ ≤ │T2 - T1│≤ 5℃인, 자기 전이 온도에 따라 자기열량적 활성 물질을 포함하는 물품을 분류하는 방법.
The method of claim 3,
0.5 ° C ≤ ≤T 2 -T 1 ≤ 5 ° C according to the magnetic transition temperature.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 공급원은 열 전도성 용기에 배치되고, 상기 용기의 온도는 열전도에 의해 상기 공급원의 온도로 변경하도록 변경되는, 자기 전이 온도에 따라 자기열량적 활성 물질을 포함하는 물품을 분류하는 방법. 5. The method of any one of claims 1 to 4, wherein the source is disposed in a thermally conductive container, the temperature of the container being adapted to change to a temperature of the source by heat conduction, A method of classifying an article comprising an active substance. 제1항에 있어서, 상기 공급원은 온도 구배를 따라 이동하며, 물품 일부는 상기 온도 구배를 따라 상이한 온도에서 상기 공급원으로부터 제거되는, 자기 전이 온도에 따라 자기열량적 활성 물질을 포함하는 물품을 분류하는 방법. The method of claim 1, wherein the source is moving along a temperature gradient, and wherein a portion of the article is removed from the source at a different temperature along the temperature gradient, the article comprising a magnetocalorically active material Way. 제6항에 있어서, 상기 공급원은 상기 온도 구배를 따라 더 높은 온도에서부터 더 낮은 온도로 이동하거나 또는 더 낮은 온도에서부터 더 높은 온도로 이동하는, 자기 전이 온도에 따라 자기열량적 활성 물질을 포함하는 물품을 분류하는 방법. 7. The article of claim 6, wherein the source is adapted to move from a higher temperature to a lower temperature along the temperature gradient, or move from a lower temperature to a higher temperature, wherein the article comprises a magnetocalorically active material Lt; / RTI > 제6항에 있어서, 상기 공급원은 상기 온도 구배를 통하여 상기 공급원을 운반하는 밴드 상에 위치하는, 자기 전이 온도에 따라 자기열량적 활성 물질을 포함하는 물품을 분류하는 방법. 7. The method of claim 6, wherein the source is located on a band that carries the source through the temperature gradient, wherein the source comprises a magnetocalorically active material according to a magnetic transition temperature. 제8항에 있어서, 상기 공급원은 상기 밴드의 진동에 의해 상기 온도 구배를 따라 이동하는, 자기 전이 온도에 따라 자기열량적 활성 물질을 포함하는 물품을 분류하는 방법. 9. The method of claim 8, wherein the source moves along the temperature gradient by the oscillation of the band, wherein the source comprises a magnetocalorically active material according to a magnetic transition temperature. 제6항에 있어서, 상기 공급원은 상기 온도 구배를 통하여 연속적으로 이동하며, 자기장이 밴드를 따라 간격을 두고 인가되며, 상기 공급원은 각 간격에서 상이한 온도를 갖는, 자기 전이 온도에 따라 자기열량적 활성 물질을 포함하는 물품을 분류하는 방법. 7. The method of claim 6, wherein the source is continuously moving through the temperature gradient and a magnetic field is applied spaced along the band, the source having a different temperature at each interval, A method of classifying an article comprising a substance. 제1항에 있어서, 상기 공급원은 표면 상에 지지되며, 자기장이 상기 표면에 대하여 수직하게 인가되는, 자기 전이 온도에 따라 자기열량적 활성 물질을 포함하는 물품을 분류하는 방법. The method of claim 1, wherein the source is supported on a surface and the magnetic field is applied perpendicularly to the surface. 제11항에 있어서, 상기 공급원은 표면 상에 지지되며, 자기장이 상기 표면에 대하여 평행하게 인가되는, 자기 전이 온도에 따라 자기열량적 활성 물질을 포함하는 물품을 분류하는 방법. 12. The method according to claim 11, wherein the source is supported on a surface, and a magnetic field is applied parallel to the surface, wherein the magnetic field is applied parallel to the surface. 제12항에 있어서, 자기장이 표면에 수직한 축 근처에서 회전하는, 자기 전이 온도에 따라 자기열량적 활성 물질을 포함하는 물품을 분류하는 방법. 13. The method of claim 12, wherein the magnetic field is rotated about an axis perpendicular to the surface, wherein the article comprises a magnetocalorically active material according to a magnetic transition temperature. 제6항에 있어서, 상기 온도 구배는 10℃/m 내지 200℃/m 범위에 있는, 자기 전이 온도에 따라 자기열량적 활성 물질을 포함하는 물품을 분류하는 방법. The method according to claim 6, wherein the temperature gradient is in the range of 10 占 폚 / m to 200 占 폚 / m, wherein the article comprises the magnetocalorically active substance according to the magnetic transition temperature. 제1항에 있어서, 자기장이 전류를 전자석에 인가하는 것에 의해 또는 영구 자석에 의해 인가되는, 자기 전이 온도에 따라 자기열량적 활성 물질을 포함하는 물품을 분류하는 방법. The method according to claim 1, wherein the magnetic field is applied by applying a current to the electromagnet or by a permanent magnet. 제1항에 있어서, 제1 자석이 상기 공급원의 제1측에 인접하게 배치되는, 자기 전이 온도에 따라 자기열량적 활성 물질을 포함하는 물품을 분류하는 방법. The method of claim 1, wherein the first magnet is disposed adjacent the first side of the source, and wherein the article comprises a magnetocalorically active material according to a magnetic transition temperature. 제16항에 있어서, 다른 자석이 상기 공급원의 대향 면 근처에 배치되는, 자기 전이 온도에 따라 자기열량적 활성 물질을 포함하는 물품을 분류하는 방법. 17. The method of claim 16, wherein the other magnet is disposed near the opposite surface of the source. 17. A method of sorting articles comprising a magnetocalorically active material according to a magnetic transition temperature. 제1항에 있어서, 0.003T 내지 0.3T의 자기장이 인가되는, 자기 전이 온도에 따라 자기열량적 활성 물질을 포함하는 물품을 분류하는 방법. The method according to claim 1, wherein a magnetic field of 0.003T to 0.3T is applied, and the article comprising the magnetocalorically active material is classified according to the magnetic transition temperature. 제1항에 있어서, 자기장 구배가 상기 공급원에 인가되는, 자기 전이 온도에 따라 자기열량적 활성 물질을 포함하는 물품을 분류하는 방법. The method of claim 1, wherein the magnetic field gradient is applied to the source. 제19항에 있어서, 자기 구배가 0.5 T/m 내지 10 T/m인, 자기 전이 온도에 따라 자기열량적 활성 물질을 포함하는 물품을 분류하는 방법.20. The method according to claim 19, wherein the magnetic gradient is between 0.5 T / m and 10 T / m. 제1항에 있어서, 자기장 B가 JS/3 이상인, 자기 전이 온도에 따라 자기열량적 활성 물질을 포함하는 물품을 분류하는 방법. The method according to claim 1, wherein the magnetic field B is J S / 3 or more. 제1항에 있어서, 상기 물품들이 2 mm의 최대 직경을 갖는, 자기 전이 온도에 따라 자기열량적 활성 물질을 포함하는 물품을 분류하는 방법. The method according to claim 1, wherein the articles have a maximum diameter of 2 mm, wherein the article comprises a magnetocalorically active material according to a magnetic transition temperature. 제1항에 있어서, 상기 물품들이 50 ㎛ 내지 750 ㎛ 범위의 직경을 갖는 입자들인, 자기 전이 온도에 따라 자기열량적 활성 물질을 포함하는 물품을 분류하는 방법. The method according to claim 1, wherein the articles are particles having a diameter in the range of from 50 탆 to 750 탆, comprising a magnetocalorically active substance according to a magnetic transition temperature. 제1항에 있어서, 상기 공급원으로부터 제거된 물품들이 제거 표면에 고정되는, 자기 전이 온도에 따라 자기열량적 활성 물질을 포함하는 물품을 분류하는 방법. The method according to claim 1, wherein the articles removed from the source are immobilized on a removal surface, the article comprising a magnetocalorically active material according to a magnetic transition temperature. 상이한 자기 전이 온도의 복수의 입자들을 포함하는 공급원으로부터 상이한 자기 전이 온도를 갖는 복수의 별도의 입자 부분을 제조하기 위해 상기 공급원을 복수의 상이한 온도에서 자기장에 인가하는 단계를 포함하고,
상기 입자들은 하나 이상의 La(Fe1-bSib)13-계 상, Gd5(Si, Ge)4-계 상, Mn(As,Sb)-계 상, MnFe(P,As)-계 상, Tb-Gd-계 상, (La, Ca, Pr, Nd, Sr)MnO3-계 상, Co-Mn-(Si, Ge)-계 상 및 Pr2(Fe,Co)17-계 상을 포함하는,
자기 전이 온도에 따라 자기열량적 활성 물질을 포함하는 입자를 분류하는 방법.
Applying the source to a magnetic field at a plurality of different temperatures to produce a plurality of discrete particle portions having different magnetic transition temperatures from a source comprising a plurality of particles of different magnetic transition temperatures,
The particles may be at least one of La (Fe 1-b Si b ) 13 -phase, Gd 5 (Si, Ge) 4 -phase, Mn (As, Sb) , Tb-Gd- based phase, (La, Ca, Pr, Nd, Sr) MnO 3 - the total phase-phase-based, Co-Mn- (Si, Ge ) - based phase and Pr 2 (Fe, Co) 17 Including,
A method for sorting particles containing a magnetocalorically active material according to a magnetic transition temperature.
삭제delete 제1항에 따른 방법을 실시하여 상이한 자기 전이 온도를 갖는 복수의 입자 부분들을 제조하는 단계, 및
상기 입자 부분들을 자기전이 온도가 증가하는 또는 감소하는 순으로 배열하여 자기열교환용 자기열량적 활성 작업 부품을 제조하는 단계를 포함하는,
자기열교환용 자기열량적 활성 작업부품의 제조 방법.
Performing a method according to claim 1 to produce a plurality of particle portions having different magnetic transition temperatures, and
And arranging the particle portions in the order of increasing or decreasing the magnetic transfer temperature to produce a magnetocalorically active workpiece for magnetic heat exchange.
Method of manufacturing magnetic calorimetric active workpieces for magnetic heat exchange.
제27항에 있어서, 제1 입자 부분 상에 다른 입자 부분을 배열하기 전에 상기 제1 입자 부분을 압축하는 단계를 더 포함하는, 자기열교환용 자기열량적 활성 작업부품의 제조 방법. 28. The method of claim 27, further comprising compressing the first particle portion before arranging other particle portions on the first particle portion. 제28항에 있어서, 상기 다른 입자 부분을 압축하는 단계를 더 포함하는, 자기열교환용 자기열량적 활성 작업부품의 제조 방법. 29. The method of claim 28, further comprising compressing the other particle portion. 제27항 내지 제29항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 입자 부분을 자기 전이 온도를 증가시키거나 또는 감소시키는 순서로 배열한 후, 상기 입자 부분을 열처리하여 자기열교환용 소결된 자기열량적 활성 작업부품이 제조되는, 자기열교환용 자기열량적 활성 작업부품의 제조 방법. 30. The method of any one of claims 27 to 29, wherein the particle portions are arranged in order of increasing or decreasing the magnetic transition temperature, and then the particle portions are heat-treated to form a sintered magnetocalorically active operation Wherein the component is manufactured by a method comprising the steps of: 제27항 또는 제28항에 있어서, 상기 입자 부분의 입자는 압축 전에 접착제와 혼합되는, 자기열교환용 자기열량적 활성 작업부품의 제조 방법. 29. The method of claim 27 or 28, wherein particles of the particle portion are mixed with the adhesive prior to compression. 제30항에 있어서, 압축 후 접착제가 경화되는, 자기열교환용 자기열량적 활성 작업부품의 제조 방법. 31. The method of claim 30, wherein the adhesive after curing is cured. 제31항에 있어서, 상기 접착제는 0℃< Tcure < 200℃의 온도, Tcure, 에서 경화되는, 자기열교환용 자기열량적 활성 작업부품의 제조 방법. 32. The method of claim 31, wherein the adhesive is cured at a temperature of 0 ° C <T cure <200 ° C, T cure . 제18항에 있어서, 0.01T 내지 0.1T의 자기장이 인가되는, 자기 전이 온도에 따라 자기열량적 활성 물질을 포함하는 물품을 분류하는 방법.19. The method according to claim 18, wherein a magnetic field of 0.01T to 0.1T is applied, and the article comprises a magnetocalorically active substance according to a magnetic transition temperature.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN107043635A (en) * 2017-01-12 2017-08-15 中国科学院过程工程研究所 A kind of device for being used to be pyrolyzed, gasify, bakee or dry
DE102017102163B4 (en) * 2017-02-03 2020-10-01 Leibniz-Institut Für Festkörper- Und Werkstoffforschung Dresden E.V. Magnetocaloric heat exchanger and process for its manufacture
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA996503A (en) * 1973-04-13 1976-09-07 Honeywell Limited Thermo-magnetic separation process narrowing the curle point range of materials
JPH07106327B2 (en) * 1986-03-07 1995-11-15 富士電気化学株式会社 Method for classifying magnetic carrier for electronic copying machine
SU1407546A1 (en) * 1986-10-08 1988-07-07 Государственный проектно-конструкторский институт "Гипромашуглеобогащение" Thermomagnetic separator
FR2733702B1 (en) * 1995-05-04 1997-10-17 Sofresid MAGNETIC SEPARATION PROCESS OF IRON CARBIDE
DE19753785A1 (en) * 1997-12-04 1999-06-17 Mehnert Erich Ferromagnetic separator
JP2001219093A (en) * 2000-02-09 2001-08-14 Mitsubishi Electric Corp Classifying method and classifying device for structure including rare earth magnet and ferromagnetic material
US7478727B2 (en) * 2007-05-18 2009-01-20 Outotec Oyj Hot magnetic separator process and apparatus
DE112007003401T5 (en) 2007-12-27 2010-01-07 Vacuumschmelze Gmbh & Co. Kg Composite article with magnetocalorically active material and process for its preparation

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