KR102069770B1 - Magneto-caloric alloy and preparing method thereof - Google Patents

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KR102069770B1 KR1020180065432A KR20180065432A KR102069770B1 KR 102069770 B1 KR102069770 B1 KR 102069770B1 KR 1020180065432 A KR1020180065432 A KR 1020180065432A KR 20180065432 A KR20180065432 A KR 20180065432A KR 102069770 B1 KR102069770 B1 KR 102069770B1
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Abstract

본 발명은 자기열량합금으로서 화학식 Mn2-a-bFeaXbP1-cYc 로 표현되고, X는 Zr 또는 Hf이고, Y는 Ge, Si 중에서 선택되는 적어도 1종이고, 0.8≤a+b≤1.0, 0<b≤0.1, 0.4≤c≤0.6인 자기열량합금에 관한 것이다.
본 발명에 따른 자기열량합금은 높은 엔트로피 변화량(ΔSM)값을 갖는 고냉각능의 합금 조성을 제공할 수 있다. 또한, 자기열량합금의 제조방법은 자기열량효과가 우수한 상을 제조하는 동시에 균질한 합금을 제조할 수 있는 장점을 가진다.
The present invention is a magnetocaloric alloy represented by the formula Mn 2-ab Fe a X b P 1-c Y c , X is Zr or Hf, Y is at least one selected from Ge, Si, 0.8≤a + It relates to a magnetocaloric alloy with b ≦ 1.0, 0 <b ≦ 0.1, and 0.4 ≦ c ≦ 0.6.
The magnetocaloric alloy according to the present invention can provide an alloy composition of high cooling ability having a high entropy change amount ΔS M. In addition, the manufacturing method of the magnetocaloric alloy has the advantage of producing a homogeneous alloy at the same time to produce a phase having excellent magnetocaloric effect.

Description

자기열량합금 및 이의 제조 방법{MAGNETO-CALORIC ALLOY AND PREPARING METHOD THEREOF}Magnetocaloric alloy and its manufacturing method {MAGNETO-CALORIC ALLOY AND PREPARING METHOD THEREOF}

본 발명의 기술적 사상은 자기열량합금에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 높은 ΔSM(엔트로피 변화량)값을 갖는 고냉각능의 자기열량합금 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.The technical idea of the present invention relates to a magnetocaloric alloy, and more particularly, to a highly cooling magnetocaloric alloy having a high ΔS M (entropy change) value and a manufacturing method thereof.

자기냉각소재란 자화되면 가열되고, 탈자되면 냉각되는 자기열량 효과(MCE, Magnetocaloric Effect)을 이용하여 기존의 냉장고 및 에어컨에 사용되는 프레온 가스 냉매(CFC, chlorofluorocarbon) 없이 냉각시킬 수 있는 소재이다. Magnetic cooling material is a material that can be cooled without freon gas refrigerant (CFC, chlorofluorocarbon) used in conventional refrigerators and air conditioners by using a magnetocaloric effect (MCE) that is heated when magnetized and cooled when demagnetized.

도 1은 자기 배열에 따른 냉각 및 발열을 나타낸 도면이다. 자기열량 효과를 사용하는 시스템은 기계는 열 에너지를 자기 일(magnetic work)로 전환하는 열자기 장치에서부터 자기 일이 저온의 공급원으로부터의 열 에너지를 고온의 싱크로 전환하는데 사용되는(또는 그 반대로) 열 펌프까지 적용 될 수 있다. 일반적으로 열자기, 열전기적 및 열자석 발전기, 자기 냉동기, 열교환기, 열펌프 또는 에어컨 시스템에 해당한다.1 is a view showing the cooling and heat generation according to the magnetic arrangement. Systems that use the magnetocaloric effect include a system in which heat is used to convert heat energy from a low temperature source into a hot sink (or vice versa) from a thermomagnetic device that converts thermal energy into magnetic work. Up to the pump can be applied. It generally corresponds to thermomagnetic, thermoelectric and thermomagnetic generators, magnetic refrigerators, heat exchangers, heat pumps or air conditioning systems.

이러한 MCE는 자기장 적용이 등온 또는 단열 조건에서 수행되는지 여부에 따라 각각 엔트로피 변화(ΔSM) 또는 온도 변화(ΔTad)로서 정량화될 수 있다.These MCEs can be quantified as entropy change (ΔS M ) or temperature change (ΔTad), respectively, depending on whether the magnetic field application is performed at isothermal or adiabatic conditions.

또한 일반적인 자기열량합금은 열적 또는 자기장 순환 동안, 부피 변화로부터 생성된 스트레인이 벌크 조각의 파단을 야기하여 기계적 안전성이 우수하지 못한 실정이며, 10J/kg 이하로 냉각능 수준이 낮은 문제점이 있다. MCE를 대규모 또는 다양한 용도로 적용하기 위해서는 균질하여 기계적 안정성이 우수한 동시에 자기열량효과가 우수한 자기열량합금 및 이의 제조 방법이 필요한 실정이다.In addition, the general magnetocaloric alloy is a situation that the mechanical stability is not excellent because the strain generated from the change in volume during the thermal or magnetic field circulation caused the bulk fragments, there is a problem of low cooling capacity below 10J / kg . In order to apply MCE in a large scale or various applications, it is necessary to have a homogeneous, high mechanical stability and a magnetocaloric alloy having excellent magnetocaloric effect and a manufacturing method thereof.

1. 대한민국 공개특허 제10-2013-0051440호1. Republic of Korea Patent Publication No. 10-2013-0051440 2. 대한민국 공개특허 제10-2012-0135233호2. Republic of Korea Patent Publication No. 10-2012-0135233

본 발명의 기술적 사상이 이루고자 하는 기술적 과제는, 높은 ΔSM(엔트로피 변화량)값을 갖는 고냉각능의 자기열량합금을 제공하는데 것이다.The technical problem to be achieved by the technical idea of the present invention is to provide a high-cooling magnetocaloric alloy having a high ΔS M (entropy change) value.

본 발명의 기술적 사상이 이루고자 하는 기술적 과제는, 자기열량효과가 우수한 상을 제조하는 동시에 균질한 합금을 제조 가능한 자기열량합금의 제조방법을 제공하는데 것이다.The technical problem to be achieved by the technical idea of the present invention is to provide a method for producing a magnetocaloric alloy capable of producing a homogeneous alloy while producing a phase having excellent magnetocaloric effect.

그러나 이러한 과제는 예시적인 것으로, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되는 것은 아니다.However, these problems are exemplary, and the technical idea of the present invention is not limited thereto.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 기술적 사상에 따른 자기열량합금은 화학식 Mn2-a-bFeaXbP1-cYc 로 표현되고, X는 Zr 또는 Hf이고, Y는 Ge, Si 중에서 선택되는 적어도 1종이고, 0.8≤a+b≤1.0, 0<b≤0.1, 0.4≤c≤0.6일 수 있다.The magnetocaloric alloy according to the technical idea of the present invention for achieving the above technical problem is represented by the formula Mn 2-ab Fe a X b P 1-c Y c , X is Zr or Hf, Y is Ge, Si At least one selected, and may be 0.8≤a + b≤1.0, 0 <b≤0.1, 0.4≤c≤0.6.

본 발명의 일부 실시예들에 있어서, 상기 Y는 Ge이고, 0.7≤a≤0.8, 0<b<0.1, 0.4≤c<0.5이며, 1000 내지 1200℃에서 열처리하여, 210±40K에서 Tc(Curie 온도)가 나타나고, 상기 210±40K에서 40 내지 100 J/kg의 RCP(Relative cooling power)를 가질 수 있다.In some embodiments of the present invention, Y is Ge, 0.7 ≦ a ≦ 0.8, 0 <b <0.1, 0.4 ≦ c <0.5, heat treated at 1000 to 1200 ° C., and T c ( Curie temperature) is shown, and may have a relative cooling power (RCP) of 40 to 100 J / kg at 210 ± 40K.

본 발명의 일부 실시예들에 있어서, 상기 X는 Zr이고, 0<b<0.05이며, 240±10K에서 Tc(Curie 온도)가 나타나고, 상기 240±10K에서 90 내지 100 J/kg의 RCP(Relative cooling power)와 6.5 내지 8.5 J/kgK의 자기엔트로피 변화량(ΔSM)을 가질 수 있다.In some embodiments of the present invention, X is Zr, 0 <b <0.05, T c (Curie temperature) appears at 240 ± 10K, and RCP (90-100 J / kg) at 240 ± 10K. Relative cooling power) and a magnetic entropy change amount ΔS M of 6.5 to 8.5 J / kgK.

본 발명의 일부 실시예들에 있어서, 상기 X는 Hf이고, 0<b<0.05이며, 240±10K에서 Tc(Curie 온도)가 나타나고, 상기 240±10K에서 80 내지 90 J/kg의 RCP(Relative cooling power)와 6 내지 8 J/kgK의 자기엔트로피 변화량(ΔSM)을 가질 수 있다.In some embodiments of the present invention, X is Hf, 0 <b <0.05, T c (Curie temperature) appears at 240 ± 10K, and RCP (80-90 J / kg at 240 ± 10K). Relative cooling power) and a magnetic entropy change amount ΔS M of 6 to 8 J / kgK.

본 발명의 일부 실시예들에 있어서, 상기 Y는 Ge이고, 0.7≤a≤0.8, 0.5<c≤0.6이며, 1000 내지 1200℃에서 열처리하여, 290±50K에서 Tc(Curie 온도)가 나타나고, 상기 290±50K에서 50 내지 140 J/kg의 RCP(Relative cooling power)를 가질 수 있다.In some embodiments of the present invention, Y is Ge, 0.7 ≦ a ≦ 0.8, 0.5 <c ≦ 0.6, heat treated at 1000 to 1200 ° C., and T c (Curie temperature) appears at 290 ± 50 K, It may have a relative cooling power (RCP) of 50 to 140 J / kg at 290 ± 50K.

본 발명의 일부 실시예들에 있어서, 상기 X는 Zr이고, 0.03<b<0.1이며, 290±10K에서 Tc(Curie 온도)가 나타나고, 상기 290±10K에서 50 내지 60 J/kg의 RCP(Relative cooling power)를 가질 수 있다.In some embodiments of the present invention, X is Zr, 0.03 <b <0.1, T c (Curie temperature) appears at 290 ± 10K, and RCP (50-60 J / kg at 290 ± 10K). It may have relative cooling power.

본 발명의 일부 실시예들에 있어서, 상기 X는 Hf이고, 0.03<b<0.1이며, 250±10K 및 330±10K에서 Tc(Curie 온도)가 나타나고, 상기 250±10K에서 130 내지 140 J/kg의 RCP(Relative cooling power)를 가지며 상기 330±10K에서 130 내지 140 J/kg의 RCP(Relative cooling power)를 가질 수 있다.In some embodiments of the present invention, X is Hf, 0.03 <b <0.1, T c (Curie temperature) appears at 250 ± 10K and 330 ± 10K, and 130-140 J / at 250 ± 10K. It has a relative cooling power (RCP) of kg and may have a relative cooling power (RCP) of 130 to 140 J / kg at 330 ± 10K.

본 발명의 일부 실시예들에 있어서, 상기 Y는 Si, 0.9≤a≤1.0, 0<b<0.05, 0.5≤c<0.6이며, 1000 내지 1200℃에서 열처리하여, 260±20K에서 Tc(Curie 온도)가 나타나고, 상기 260±20K에서 145 내지 160 J/kg의 RCP(Relative cooling power)와 4 내지 6.5 J/kgK의 자기엔트로피 변화량(ΔSM)을 가질 수 있다.In some embodiments of the present invention, Y is Si, 0.9 ≦ a ≦ 1.0, 0 <b <0.05, 0.5 ≦ c <0.6, heat treated at 1000 to 1200 ° C., and T c (Curie) at 260 ± 20K. Temperature), and may have a relative cooling power (RCP) of 145 to 160 J / kg and a magnetic entropy change amount ΔS M of 4 to 6.5 J / kgK at 260 ± 20K.

본 발명의 일부 실시예들에 있어서, 상기 X는 Zr이고, 260±10K에서 Tc(Curie 온도)가 나타나고, 상기 260±10K에서 150 내지 160 J/kg의 RCP(Relative cooling power)를 가질 수 있다.In some embodiments of the present invention, X is Zr, T c (Curie temperature) appears at 260 ± 10K, and may have a relative cooling power (RCP) of 150 to 160 J / kg at 260 ± 10K. have.

본 발명의 일부 실시예들에 있어서, 상기 X는 Hf이고, 250±10K에서 Tc(Curie 온도)가 나타나고, 상기 250±10K에서 145 내지 155 J/kg의 RCP(Relative cooling power)를 가질 수 있다.In some embodiments of the present invention, X is Hf, T c (Curie temperature) appears at 250 ± 10K, and may have a relative cooling power (RCP) of 145 to 155 J / kg at 250 ± 10K. have.

본 발명의 일부 실시예들에 있어서, 상기 자기열량합금은 900 내지 1000℃에서 열처리하여, 370±90K에서 Tc(Curie 온도)가 나타나고, 상기 370±90K에서 100 내지 220 J/kg의 RCP(Relative cooling power)를 가질 수 있다.In some embodiments of the present invention, the magnetocaloric alloy is heat-treated at 900 to 1000 ℃, T c (Curie temperature) appears at 370 ± 90K, RCP (100 to 220 J / kg at 370 ± 90K) It may have relative cooling power.

본 발명의 일부 실시예들에 있어서, 상기 Y는 Ge이고, 0.7≤a≤0.8, 0.4≤c<0.5이고, 380±70K에서 Tc(Curie 온도)가 나타나고, 상기 380±70K에서 100 내지 200 J/kg의 RCP(Relative cooling power)와 1 내지 10 J/kgK의 자기엔트로피 변화량(ΔSM)을 가질 수 있다. In some embodiments of the invention, Y is Ge, 0.7 ≦ a ≦ 0.8, 0.4 ≦ c <0.5, T c (Curie temperature) appears at 380 ± 70K, and 100 to 200 at 380 ± 70K It may have a relative cooling power (RCP) of J / kg and a magnetic entropy change amount ΔS M of 1 to 10 J / kgK.

본 발명의 일부 실시예들에 있어서, 상기 Y는 Si이고, 0.9≤a≤1.0, 0.5≤c<0.6이고, 320±40K에서 Tc(Curie 온도)가 나타나고, 상기 320±40K에서 190 내지 220 J/kg의 RCP(Relative cooling power)를 가질 수 있다. In some embodiments of the present invention, Y is Si, 0.9 ≦ a ≦ 1.0, 0.5 ≦ c <0.6, T c (Curie temperature) appears at 320 ± 40K, and 190-220 at 320 ± 40K. It may have a relative cooling power (RCP) of J / kg.

본 발명의 일부 실시예들에 있어서, 상기 자기열량합금은 리본 형상일 수 있다.In some embodiments of the present invention, the magnetocaloric alloy may have a ribbon shape.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 기술적 사상에 따른 자기열량합금의 제조방법은 Mn2-a-bFeaXbP1-cYc 로 표현되는 조성의 자기열량합금 재료의 모합금을 제조하는 단계, 상기 제조된 모합금을 급속응고법(melt spinning)을 통하여 리본을 제조하는 단계 및 상기 리본을 자기열량효과가 우수한 상의 제조 및 균질화를 위해 열처리하는 단계를 포함하고, 상기 X는 Zr 또는 Hf이고, 상기 Y는 Ge, Si 중에서 선택되는 적어도 1종이고, 0.8≤a+b≤1.0, 0<b≤0.1, 0.4≤c≤0.6일 수 있다.Method for manufacturing a magnetocaloric alloy according to the technical idea of the present invention for achieving the above technical problem is to prepare a master alloy of a magnetocaloric alloy material of the composition represented by Mn 2-ab Fe a X b P 1-c Y c Preparing a ribbon by melt spinning the prepared master alloy; and heat treating the ribbon to prepare and homogenize a phase having excellent magnetocaloric effect, wherein X is Zr or Hf. , Y is at least one selected from Ge and Si, and may be 0.8≤a + b≤1.0, 0 <b≤0.1, 0.4≤c≤0.6.

본 발명의 일부 실시예들에 있어서, 상기 리본을 제조하는 단계는 급속응고법(melt spinning)을 통하여 30 내지 50m/s의 속도로 리본을 제조할 수 있다.In some embodiments of the present invention, the step of preparing the ribbon may be manufactured at a speed of 30 to 50 m / s through melt spinning.

본 발명의 일부 실시예들에 있어서, 상기 열처리 단계는 900 내지 1200℃에서 열처리할 수 있다.In some embodiments of the present invention, the heat treatment step may be a heat treatment at 900 to 1200 ℃.

본 발명의 기술적 사상에 따른 자기열량합금은 높은 ΔSM(엔트로피 변화량)값을 갖는 고냉각능의 자기열량합금 조성을 제공할 수 있다.The magnetocaloric alloy according to the technical idea of the present invention may provide a high cooling magnetocaloric alloy composition having a high ΔS M (entropy change) value.

또한 본 발명에 따른 자기열량합금의 제조 방법은 자기열량효과가 우수한 상의 제조하는 동시에 균질한 합금을 제조할 수 있다.In addition, the method for producing a magnetocaloric alloy according to the present invention can produce a homogeneous alloy while preparing a phase having excellent magnetocaloric effect.

상술한 본 발명의 효과들은 예시적으로 기재되었고, 이러한 효과들에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.The effects of the present invention described above have been described by way of example, and the scope of the present invention is not limited by these effects.

도 1은 자기배열에 따른 냉각 및 발열을 나타낸 모식도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 제조된 Arc button 및 Melt spinning 리본을 나타낸 사진이다.
도 3은 온도에 따른 자화 그래프와 온도에 따른 자기엔트로피 변화량 그래프이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 제조된 자기열량합금 Mn1.2Fe0.79Zr0.01P0.6Ge0.4의 (a)온도에 따른 자화 그래프 및 (b)온도에 따른 자기엔트로피 변화량 그래프이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 제조된 자기열량합금 Mn1.2Fe0.79Hf0.01P0.6Ge0.4의 (a)온도에 따른 자화 그래프 및 (b)온도에 따른 자기엔트로피 변화량 그래프이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따라 제조된 자기열량합금 Mn1.0Fe0.99Zr0.01P0.5Si0.5의 (a)온도에 따른 자화 그래프 및 (b)온도에 따른 자기엔트로피 변화량 그래프이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따라 제조된 자기열량합금 Mn1.0Fe0.99Hf0.01P0.5Si0.5의 (a)온도에 따른 자화 그래프 및 (b)온도에 따른 자기엔트로피 변화량 그래프이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따라 제조된 자기열량합금의 첨가원소에 따른 자기열량효과를 나타낸 그래프이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따라 제조된 자기열량합금의 열처리 온도 변화에 따른 자기열량효과를 나타낸 그래프이다.
1 is a schematic diagram showing cooling and heat generation according to self-arrangement.
Figure 2 is a photograph showing the Arc button and Melt spinning ribbon prepared according to an embodiment of the present invention.
3 is a magnetization graph according to temperature and a magnetic entropy change graph according to temperature.
4 is a magnetization graph according to (a) temperature and (b) graph of magnetic entropy change according to temperature of the magnetocaloric alloy Mn 1.2 Fe 0.79 Zr 0.01 P 0.6 Ge 0.4 prepared according to an embodiment of the present invention.
5 is a magnetization graph according to (a) temperature of the magnetocaloric alloy Mn 1.2 Fe 0.79 Hf 0.01 P 0.6 Ge 0.4 prepared according to an embodiment of the present invention and (b) magnetic entropy change graph according to the temperature.
6 is a magnetization graph according to (a) temperature of the magnetocaloric alloy Mn 1.0 Fe 0.99 Zr 0.01 P 0.5 Si 0.5 prepared according to an embodiment of the present invention and (b) graph of magnetic entropy change according to temperature.
7 is a magnetization graph according to (a) temperature of the magnetocaloric alloy Mn 1.0 Fe 0.99 Hf 0.01 P 0.5 Si 0.5 prepared according to an embodiment of the present invention and (b) magnetic entropy change graph according to the temperature.
8 is a graph showing the magnetocaloric effect according to the addition element of the magnetocaloric alloy prepared according to an embodiment of the present invention.
9 is a graph showing the magnetocaloric effect according to the heat treatment temperature change of the magnetocaloric alloy prepared according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 본 발명의 실시예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 기술적 사상을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이며, 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 기술적 사상의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 오히려, 이들 실시예는 본 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하고, 당업자에게 본 발명의 기술적 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 용어 "및/또는"은 해당 열거된 항목 중 어느 하나 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다. 동일한 부호는 시종 동일한 요소를 의미한다. 나아가, 도면에서의 다양한 요소와 영역은 개략적으로 그려진 것이다. 따라서 본 발명의 기술적 사상은 첨부한 도면에 그려진 상대적인 크기나 간격에 의해 제한되지 않는다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Embodiments of the present invention are provided to more fully explain the technical idea of the present invention to those skilled in the art, and the following embodiments may be modified in various other forms, and The scope of the technical idea is not limited to the following examples. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, and will fully convey the inventive concept to those skilled in the art. As used herein, the term "and / or" includes any and all combinations of one or more of the listed items. Like numbers refer to like elements all the time. Furthermore, various elements and regions in the drawings are schematically drawn. Therefore, the technical idea of the present invention is not limited by the relative size or spacing drawn in the accompanying drawings.

본 발명에 따른 자기열량합금은 화학식 Mn2-a-bFeaXbP1-cYc 로 표현되고, X는 Zr 또는 Hf이고, Y는 Ge, Si 중에서 선택되는 적어도 1종이고, 0.8≤a+b≤1.0, 0<b≤0.1, 0.4≤c≤0.6일 수 있다. Mn, Fe, P 및 Ge 또는 Si를 주된 구성 원소로 포함하고 Zr, Hf 원소를 첨가하여 Fe를 일부 치환하여 자기열량효과를 향상시킬 수 있다. The magnetocaloric alloy according to the present invention is represented by the formula Mn 2-ab Fe a X b P 1-c Y c , X is Zr or Hf, Y is at least one selected from Ge, Si, 0.8≤a + b ≦ 1.0, 0 <b ≦ 0.1, and 0.4 ≦ c ≦ 0.6. The magnetocaloric effect can be improved by including Mn, Fe, P, Ge, or Si as the main constituent elements and partially substituting Fe by adding Zr and Hf elements.

또한 상기 자기열량합금은 리본 형상일 수 있다. 리본 형상의 자기열량합금은 벌크로 제작하는 방법보다 균일한(homogeneous) 상을 얻기 위한 열처리 시간을 줄일 수 있다. In addition, the magnetocaloric alloy may have a ribbon shape. Ribbon-shaped magnetocaloric alloys can reduce the heat treatment time to obtain a homogeneous phase than the bulk manufacturing method.

Curie 온도(Tc)는 자기열량 재료에 있어서 상(phase) 전이가 발생할 때 나타나는 온도로서, 온도가 감소할 때 Curie 온도(Tc) 부근에서 오스테나이트 상에서 마르텐사이트 상으로의 전이가 발생하며 이때 자화 값이 증가한다. 또한 상자성체에서 강자성체로 변하는 구간이므로, 냉장고, 에어컨 등등의 자기 냉각 기술이 응용될 수 있는 범위의 제품들이 상온에서 작동되는 제품들이기 때문에 자기 냉각 기술의 원리가 되는 자기열량효과가 나타나는 온도의 범위가 상온 부근에게 나타나는 것이 유리하다.Curie temperature (T c ) is the temperature that occurs when a phase transition occurs in a magnetocaloric material.As the temperature decreases, a transition from the austenite phase to the martensite phase occurs near the Curie temperature (T c ). The magnetization value is increased. In addition, since it is a section that changes from paramagnetic to ferromagnetic, the range in which the magnetic cooling technology such as refrigerator, air conditioner, etc. can be applied is the product operated at room temperature, and thus the temperature range in which the magnetocaloric effect, which is the principle of the magnetic cooling technology, appears is room temperature. It is advantageous to appear in the vicinity.

자기열량효과가 나타나는 온도의 범위(ΔTad)가 넓을수록 냉각 능력이 우수하기 때문에 서로 다른 Curie 온도(Tc)를 가지는 여러 개의 재료들을 함께 사용하여(layered MCMs) 냉각 능력을 향상시킬 수 있다. 아주 저온이 아닌 온도 영역이므로 응용될 제품들에 도입시킬 수 있으며 여러 재료들을 함께 사용하여 냉각 능력을 향상시킬 수 있다.The wider the temperature range (ΔTad) in which the magnetocaloric effect occurs, the better the cooling capacity. Therefore, the cooling capacity can be improved by using several materials having different Curie temperatures (T c ) together (layered MCMs). The temperature range is not very low temperature, so it can be introduced into the applications to be applied, and the combination of materials can be used to improve cooling capacity.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 제조된 Arc button, Melt spinning 장비 및 제조된 Melt spinning 리본을 나타낸 사진이다. 본 발명에 따른 자기열량합금의 제조방법은 모합금을 제조하는 단계, 리본을 제조하는 단계 및 열처리하는 단계를 포함한다. Figure 2 is a photograph showing the arc button, Melt spinning equipment and Melt spinning ribbon manufactured according to an embodiment of the present invention. The method of manufacturing a magnetocaloric alloy according to the present invention includes a step of manufacturing a master alloy, a step of manufacturing a ribbon and a heat treatment.

상기 모합금을 제조하는 단계는 Mn2-a-bFeaXbP1-cYc 로 표현되는 조성의 자기열량합금 재료의 모합금을 제조하는 단계로서, 일 예로 아크 멜팅법(arc melting)으로 모합금을 제조할 수 있다. 상기 X는 Zr 또는 Hf이고, 상기 Y는 Ge, Si 중에서 선택되는 적어도 1종이고, 0.8≤a+b≤1.0, 0<b≤0.1, 0.4≤c≤0.6일 수 있다. The step of preparing the master alloy is to prepare a master alloy of the magnetocaloric alloy material of the composition represented by Mn 2-ab Fe a X b P 1-c Y c , for example by arc melting method (arc melting) The master alloy can be produced. X is Zr or Hf, and Y is at least one selected from Ge and Si, and may be 0.8 ≦ a + b ≦ 1.0, 0 <b ≦ 0.1, and 0.4 ≦ c ≦ 0.6.

상기 리본을 제조하는 단계는 상기 제조된 모합금을 급속응고법(melt spinning)을 통하여 리본을 제조하는 단계로 30 내지 50m/s의 속도로 리본을 제조할 수 있다.In the preparing of the ribbon, the ribbon may be manufactured at a speed of 30 to 50 m / s by preparing a ribbon through melt spinning of the prepared master alloy.

상기 급속응고법(melt spinning)은 노즐을 통해 분사되는 액상이 빠르게 회전하는 Cu wheel에 접촉하면서 순간적으로 응고되어 리본 형태의 합금을 제조할 수 있다. 급속응고법(melt spinning)으로 제작된 합금은 미세한 미세구조를 만들 수 있으며, 용질 용해도를 증가시킬 수 있다. 또한 macro-segregation 또는 micro-segregation을 줄일 수 있으며 metastable phases를 형성시킬 수 있는 장점이 있다. 그리고 벌크로 제작하는 방법보다 균일한(homogeneous) 상을 얻기 위한 열처리 시간을 줄일 수 있다. The melt spinning is solidified by instantaneous solidification while contacting the rapidly rotating Cu wheels of the liquid sprayed through the nozzle to produce a ribbon-shaped alloy. Alloys produced by melt spinning can produce fine microstructures and increase solute solubility. It also has the advantage of reducing macro-segregation or micro-segregation and forming metastable phases. And it is possible to reduce the heat treatment time to obtain a homogeneous phase than the manufacturing method in bulk.

상기 아크 멜팅법(arc melting) 및 급속응고법(melt spinning)을 이용하여 제작한 합금은 열적 또는 자기장 순환 동안, 부피 변화로부터 생성된 스트레인이 벌크 조작의 파단을 야기하는 기계적 안정성 측면의 한계를 극복할 수 있다.Alloys fabricated using the arc melting and melt spinning methods overcome the limitations in terms of mechanical stability during which thermal or magnetic field cycling, resulting from strains caused by volume changes, causes the breakage of bulk operations. Can be.

상기 열처리 단계는 상기 리본을 자기열량효과가 우수한 상의 제조 및 균질화를 위해 열처리하는 단계이다. 상기 열처리 단계는 고진공 열처리로를 통해 10-5 Torr의 진공상태에서 900 내지 1200℃에서 24시간동안 열처리 할 수 있다. The heat treatment step is a step of heat-treating the ribbon for the production and homogenization of the phase having excellent magnetocaloric effect. The heat treatment step may be a heat treatment for 24 hours at 900 to 1200 ℃ in a vacuum state of 10 -5 Torr through a high vacuum heat treatment furnace.

이하, 실시예를 통하여 본 발명 과정의 세부 사항을 설명하고자 한다.Hereinafter, the details of the process of the present invention will be described through examples.

표 1은 본 발명에 따른 자기열량합금 및 이의 자기열량특성을 나타낸 표이고, 자기열량합금의 Curie 온도(Tc), 자기엔트로피 변화량(ΔSM) 및 RCP(Relative cooling power)의 측정값을 포함한다. Table 1 is a table showing the magnetocaloric alloy and its magnetocaloric characteristics according to the present invention, Curie temperature (T c ), magnetic entropy change (ΔS M ) and Contains a measure of relative cooling power (RCP).

No.No. 합금alloy TC (K)T C (K) |△Sm| (J/kg·
(△H=2T)
| △ S m | (J / kg
(△ H = 2T)
RCP (J/kg)RCP (J / kg)
실시예 1Example 1 Mn1.2Fe0.79Zr0.01P0.6Ge0.4 Mn 1.2 Fe 0.79 Zr 0.01 P 0.6 Ge 0.4 242242 7.527.52 94.8494.84 실시예 2Example 2 Mn1.2Fe0.75Zr0.05P0.6Ge0.4 Mn 1.2 Fe 0.75 Zr 0.05 P 0.6 Ge 0.4 227227 6.146.14 69.6469.64 실시예 3Example 3 Mn1.2Fe0.7Zr0.1P0.6Ge0.4 Mn 1.2 Fe 0.7 Zr 0.1 P 0.6 Ge 0.4 187187 0.150.15 5.915.91 실시예 4Example 4 Mn1.2Fe0.79Hf0.01P0.6Ge0.4 Mn 1.2 Fe 0.79 Hf 0.01 P 0.6 Ge 0.4 237237 6.996.99 86.8986.89 실시예 5Example 5 Mn1.2Fe0.75Hf0.05P0.6Ge0.4 Mn 1.2 Fe 0.75 Hf 0.05 P 0.6 Ge 0.4 177177 1.911.91 40.5940.59 실시예 6Example 6 Mn1.2Fe0.7Hf0.1P0.6Ge0.4 Mn 1.2 Fe 0.7 Hf 0.1 P 0.6 Ge 0.4 402402 0.0070.007 0.160.16 실시예 7Example 7 Mn1.2Fe0.75Zr0.05P0.4Ge0.6 Mn 1.2 Fe 0.75 Zr 0.05 P 0.4 Ge 0.6 292292 3.763.76 56.7156.71 실시예 8Example 8 Mn1.2Fe0.75Hf0.05P0.4Ge0.6 Mn 1.2 Fe 0.75 Hf 0.05 P 0.4 Ge 0.6 252
332
252
332
0.59
0.60
0.59
0.60
132.73132.73
실시예 9Example 9 Mn1.0Fe0.99Zr0.01P0.5Si0.5 Mn 1.0 Fe 0.99 Zr 0.01 P 0.5 Si 0.5 262262 5.585.58 154.71154.71 실시예 10Example 10 Mn1.0Fe0.99Hf0.01P0.5Si0.5 Mn 1.0 Fe 0.99 Hf 0.01 P 0.5 Si 0.5 252252 5.095.09 151.42151.42 실시예 11Example 11 Mn1.0Fe0.95Zr0.05P0.5Si0.5 Mn 1.0 Fe 0.95 Zr 0.05 P 0.5 Si 0.5 232232 0.940.94 41.6841.68 실시예 12Example 12 Mn1.0Fe0.9Zr0.1P0.5Si0.5 Mn 1.0 Fe 0.9 Zr 0.1 P 0.5 Si 0.5 182182 0.110.11 10.1510.15

표 1에서, 고냉각능의 자기열량합금에서 실시예 1 내지 8은 Mn, Fe, P 및 Ge 를 주된 구성 원소로 포함하는 합금에 Zr, Hf 원소를 첨가하여 Fe를 일부 치환한 합금이고, 실시예 9 내지 12는 Mn, Fe, P 및 Si를 주된 구성 원소로 포함하는 합금에 Zr, Hf 원소를 첨가하여 Fe를 일부 치환한 합금이다.In Table 1, Examples 1 to 8 in the high-cooling magnetocaloric alloy is an alloy in which Fe is partially substituted by adding Zr and Hf elements to an alloy containing Mn, Fe, P, and Ge as main constituent elements. Examples 9 to 12 are alloys in which Fe is partially substituted by adding Zr and Hf elements to an alloy containing Mn, Fe, P, and Si as main constituent elements.

2N~3N grade의 Mn2P, Fe, Ge, Si, Zr, Hf 원소를 사용하여 진공 arc 용해로를 통해 용해하여 모합금을 제조하고, 제조된 모합금을 급속 응고법(melt spinning)을 활용하여 39.3m/s의 속도로 폭 3~4mm의 ribbon을 제조하였다. Mn 2 P, Fe, Ge, Si, Zr, Hf elements of 2N ~ 3N grade are dissolved in a vacuum arc furnace to prepare a mother alloy, and the prepared mother alloy is melt-spun using 39.3 A ribbon with a width of 3-4 mm was produced at a speed of m / s.

급속응고법(melt spinning) 공정으로 리본을 제작할 때 급냉이 진행되면서 내부에 존재할 수 있는 기공이나 dislocation(전위)과 같은 결함들을 감소시킬 수 있어 특성이 향상시킬 수 있고, 열처리를 통해 원하는 상을 통해 얻을 수 있다.When the ribbon is manufactured by the melt spinning process, the quenching process can reduce defects such as pores or dislocations that may exist inside, thereby improving properties and obtaining a desired phase through heat treatment. Can be.

모든 공정을 거친 샘플은 VSM(Vibrating Sample Magnetometer)을 통해 자기열량 특성을 평가하였다. VSM은 Hall probe에 의해 가한 인가 자장을 기록하고 시료의 자화값은 패러데이 법칙에 의해서 시료에 진동을 가할 때 얻어지는 기전력을 기록하여 시료의 자화값을 측정한다. 이를 통해 Curie 온도(Tc)와 자기엔트로피 변화량(ΔSM)을 구하여 자기열량효과를 간접적(indirectly)으로 측정할 수 있다. All processed samples were evaluated for magnetocaloric properties through a Vibrating Sample Magnetometer (VSM). The VSM records the applied magnetic field applied by the Hall probe, and the magnetization value of the sample is measured by recording the electromotive force obtained when vibrating the sample by Faraday's law. Through this, the Curie temperature (T c ) and the magnetic entropy change amount (ΔS M ) can be obtained to measure the magnetocaloric effect indirectly.

도 3은 온도에 따른 자화 그래프와 온도에 따른 자기엔트로피 변화량 그래프이다. 간접적(indirectly) 자기열량효과 측정 방법은 Curie 온도(TC)와 자기엔트로피 변화량(ΔSM)을 온도에 따른 자화 그래프와 온도에 따른 자기엔트로피 변화량 그래프를 통해 분석가능하다. Curie 온도(TC)에서 Peak의 높이(△S)에 Peak의 반가폭을 곱하여 RCP(Relative cooling power)를 구한다.3 is a magnetization graph according to temperature and a magnetic entropy change graph according to temperature. Indirectly, the magnetocaloric effect can be measured by analyzing the Curie temperature (T C ) and the magnetic entropy change (ΔS M ) through the magnetization graph and the magnetic entropy variation graph. The relative cooling power (RCP) is obtained by multiplying the half width of the peak by the height of the peak at the curie temperature T C.

표 1은 실시예 1 내지 12를 1100℃에서 24시간 열처리를 진행하여 자기열량특성을 확인한 결과이다.Table 1 shows the results of confirming the magnetocaloric characteristics of Examples 1 to 12 by performing heat treatment at 1100 ° C. for 24 hours.

실시예 1 내지 2 및 실시예 4 내지 5와 같이, Y는 Ge이고, 0.7≤a≤0.8, 0<b<0.1, 0.4≤c<0.5인 자기열량합금 Mn2-a-bFeaXbP1-cYc은 1000 내지 1200℃에서 열처리하여 210±40K에서 Tc(Curie 온도)가 나타나고, 상기 210±40K에서 40 내지 100 J/kg의 RCP(Relative cooling power)를 가진다. As in Examples 1 to 2 and Examples 4 to 5, Y is Ge, and a magnetocaloric alloy Mn 2-ab Fe a X b P 1 having 0.7 ≦ a ≦ 0.8, 0 <b <0.1, 0.4 ≦ c <0.5 -c Y c is heat-treated at 1000 to 1200 ° C. to show T c (Curie temperature) at 210 ± 40K, and has a relative cooling power (RCP) of 40 to 100 J / kg at 210 ± 40K.

도 4는 본 발명의 실시예 1에 따라 제조된 자기열량합금 Mn1.2Fe0.79Zr0.01P0.6Ge0.4의 (a)온도에 따른 자화 그래프 및 (b)온도에 따른 자기엔트로피 변화량 그래프이다. 자기열량합금 Mn2-a-bFeaXbP1-cYc 에서 X는 Zr, Y는 Ge이고, 0.7≤a≤0.8, 0<b<0.05, 0.4≤c<0.5 일 때, 240±10K에서 Tc(Curie 온도)가 나타나고 상기 240±10K에서 90 내지 100 J/kg의 RCP(Relative cooling power)를 가질 수 있다. 특히 6.5 내지 8.5 J/kgK의 높은 자기엔트로피 변화량(△SM)을 나타낸다.4 is a magnetization graph according to (a) temperature of the magnetocaloric alloy Mn 1.2 Fe 0.79 Zr 0.01 P 0.6 Ge 0.4 prepared according to Example 1 of the present invention and (b) a graph of magnetic entropy change according to temperature. In the magnetocaloric alloy Mn 2-ab Fe a X b P 1-c Y c , X is Zr, Y is Ge, 240 ± 10K when 0.7≤a≤0.8, 0 <b <0.05, 0.4≤c <0.5 At T c (Curie temperature) is shown and may have a relative cooling power (RCP) of 90 to 100 J / kg at 240 ± 10K. Especially 6.5 to 8.5 The high magnetic entropy change amount (ΔS M ) of J / kgK is shown.

도 5는 본 발명의 실시예 4에 따라 제조된 자기열량합금 Mn1.2Fe0.79Hf0.01P0.6Ge0.4의 (a)온도에 따른 자화 그래프 및 (b)온도에 따른 자기엔트로피 변화량 그래프이다. 자기열량합금 Mn2-a-bFeaXbP1-cYc에서 X는 Hf, Y는 Ge이고, 0.7≤a≤0.8, 0<b<0.05, 0.4≤c<0.5 일 때, 240±10K에서 Tc(Curie 온도)가 나타나고, 상기 240±10K에서 80 내지 90 J/kg의 RCP(Relative cooling power)를 가질 수 있다. 특히 6 내지 8 J/kgK의 높은 자기엔트로피 변화량(△SM)을 나타낸다.5 is a magnetization graph according to (a) temperature of the magnetocaloric alloy Mn 1.2 Fe 0.79 Hf 0.01 P 0.6 Ge 0.4 prepared according to Example 4 of the present invention and (b) graph of magnetic entropy change according to temperature. In the magnetocaloric alloy Mn 2-ab Fe a X b P 1-c Y c , X is Hf, Y is Ge, 240 ± 10K when 0.7≤a≤0.8, 0 <b <0.05, 0.4≤c <0.5 At T c (Curie temperature) is shown, and may have a relative cooling power (RCP) of 80 to 90 J / kg at 240 ± 10K. Especially 6 to 8 The high magnetic entropy change amount (ΔS M ) of J / kgK is shown.

또한, 실시예 7 내지 8과 같이, Y는 Ge이고, 0.7≤a≤0.8, 0.5<c≤0.6인 자기열량합금 Mn2-a-bFeaXbP1-cYc은 1000 내지 1200℃에서 열처리하여 290±50K에서 Tc(Curie 온도)가 나타나고, 상기 290±50K에서 50 내지 140 J/kg의 RCP(Relative cooling power)를 가진다.In addition, as in Examples 7 to 8, Y is Ge, and the magnetocaloric alloy Mn 2-ab Fe a X b P 1-c Y c having 0.7 ≦ a ≦ 0.8 and 0.5 <c ≦ 0.6 is used at 1000 to 1200 ° C. The heat treatment shows Tc (Curie temperature) at 290 ± 50K, and has a relative cooling power (RCP) of 50 to 140 J / kg at 290 ± 50K.

특히, X는 Z, 0.03<b<0.1 일 때 290±10K에서 Tc(Curie 온도)가 나타나고, 상기 290±10K에서 50 내지 60 J/kg의 RCP(Relative cooling power)를 가진다. In particular, when X, Zc, 0.03 <b <0.1, T c (Curie temperature) appears at 290 ± 10K and has a relative cooling power (RCP) of 50 to 60 J / kg at 290 ± 10K.

더불어, X는 Hf, 0.03<b<0.1 일 때 250±10K 및 330±10K에서 Tc(Curie 온도)가 나타나고, 상기 250±10K에서 125 내지 135 J/kg의 RCP(Relative cooling power)를 가지며 상기 330±10K에서 125 내지 130 J/kg의 RCP(Relative cooling power)를 가진다. In addition, X exhibits T c (Curie temperature) at 250 ± 10K and 330 ± 10K when Hf, 0.03 <b <0.1, and has a relative cooling power (RCP) of 125 to 135 J / kg at 250 ± 10K. The relative cooling power (RCP) of 125 to 130 J / kg at 330 ± 10K.

실시예 2 및 실시예 5의 Mn1.2Fe0.75X0.05P0.6Ge0.4 합금과 실시예 7 내지 8의 Mn1.2Fe0.75X0.05P0.4Ge0.6 (X=Zr, Hf) 합금에서 Ge 원소의 함량 증가에 따라 비교해보면, Ge 원소가 증가하면 Zr 원소를 첨가한 합금에서는 Curie 온도(Tc)는 증가하지만 자기엔트로피 변화량(△SM)와 자기냉각 능력(RCP)은 감소한다. 그러나 Hf 원소를 첨가한 합금에서는 Curie 온도(Tc)와 자기냉각 능력(RCP)은 증가하나 자기엔트로피 변화량(△SM)은 감소한다. Increasing the content of Ge elements in the Mn 1.2 Fe 0.75 X 0.05 P 0.6 Ge 0.4 alloy of Examples 2 and 5 and the Mn 1.2 Fe 0.75 X 0.05 P 0.4 Ge 0.6 (X = Zr, Hf) alloys of Examples 7-8 In comparison, when the Ge element is increased, the Curie temperature (T c ) increases in the alloy containing the Zr element, but the magnetic entropy change amount (ΔS M ) and the magnetic cooling capacity (RCP) decrease. However, in the alloy containing Hf element, Curie temperature (T c ) and self-cooling capacity (RCP) increase but magnetic entropy change amount (ΔS M ) decreases.

실시예 8과 같이 Hf 원소를 첨가한 합금에서 자기냉각 능력(RCP)는 증가하게 되는데 이것은 S값이 낙타 등 형태처럼 증가와 감소를 반복하고 있어 두 지점의 자기냉각 능력(RCP)가 통합되어 하나의 자기냉각 능력(RCP)로 계산된다. 따라서 Ge 원소의 함량 증가에 따라 S값은 감소하지만 Curie 온도(Tc)와 그 영역이 증가하여 보다 더 넓은 영역에서 자기열량 효과를 구현할 수 있다.In the alloy containing Hf element as in Example 8, the self-cooling capacity (RCP) is increased, which means that the S value is repeatedly increased and decreased like the camel's shape. Calculated by the self cooling capacity (RCP) of Therefore, the S value decreases as the content of Ge element increases, but the Curie temperature (T c ) and its area increase to realize the magnetocaloric effect in a wider area.

실시예 9 및 10과 같이, Y는 Si, 0.9≤a≤1.0, 0<b<0.05, 0.5≤c<0.6인 자기열량합금 Mn2-a-bFeaXbP1-cYc은 1000 내지 1200℃에서 열처리하여 260±20K에서 Tc(Curie 온도)가 나타나고, 상기 260±20K에서 145 내지 160 J/kg의 RCP(Relative cooling power)를 가진다. 또한 4 내지 6.5 J/kgK의 높은 자기엔트로피 변화량(ΔSM)을 나타낸다.As in Examples 9 and 10, Y is Si, 0.9 ≦ a ≦ 1.0, 0 <b <0.05, 0.5 ≦ c <0.6, and the magnetocaloric alloy Mn 2-ab Fe a X b P 1-c Y c is 1000 to Heat treatment at 1200 ° C. shows T c (Curie temperature) at 260 ± 20K, and has a relative cooling power (RCP) of 145 to 160 J / kg at 260 ± 20K. It also shows a high magnetic entropy change amount (ΔS M ) of 4 to 6.5 J / kgK.

도 6은 본 발명의 실시예 9에 따라 제조된 자기열량합금 Mn1.0Fe0.99Zr0.01P0.5Si0.5의 (a)온도에 따른 자화 그래프 및 (b)온도에 따른 자기엔트로피 변화량 그래프이다. 자기열량합금 Mn2-a-bFeaXbP1-cYc에서 X는 Zr, Y는 Si이고, 0.9≤a≤1.0, 0<b<0.05, 0.5≤c<0.6 일 때, 260±10K에서 Tc(Curie 온도)가 나타나고, 상기 260±10K에서 150 내지 160 J/kg의 높은 RCP(Relative cooling power)와 4.5 내지 6.5 J/kgK의 자기엔트로피 변화량(ΔSM)을 가진다.6 is a magnetization graph according to (a) temperature and a graph of magnetic entropy change according to (b) temperature of the magnetocaloric alloy Mn 1.0 Fe 0.99 Zr 0.01 P 0.5 Si 0.5 prepared according to Example 9 of the present invention. In the magnetocaloric alloy Mn 2-ab Fe a X b P 1-c Y c , X is Zr, Y is Si, 260 ± 10K when 0.9≤a≤1.0, 0 <b <0.05, 0.5≤c <0.6 Tc (Curie temperature) is shown, and has a high relative cooling power (RCP) of 150 to 160 J / kg and a magnetic entropy change (ΔS M ) of 4.5 to 6.5 J / kgK at 260 ± 10K.

도 7은 본 발명의 실시예 10에 따라 제조된 자기열량합금 Mn1.0Fe0.99Hf0.01P0.5Si0.5의 (a)온도에 따른 자화 그래프 및 (b)온도에 따른 자기엔트로피 변화량 그래프이다. 자기열량합금 Mn2-a-bFeaXbP1-cYc에서 X는 Hf, Y는 Si이고 0.9≤a≤1.0, 0<b<0.05, 0.5≤c<0.6 일 때, 250±10K에서 Tc(Curie 온도)가 나타나고, 상기 250±10K에서 145 내지 155 J/kg의 높은 RCP(Relative cooling power)와 4 내지 6 J/kgK의 자기엔트로피 변화량(ΔSM)을 가진다.7 is a magnetization graph according to (a) temperature of the magnetocaloric alloy Mn 1.0 Fe 0.99 Hf 0.01 P 0.5 Si 0.5 prepared according to Example 10 of the present invention and (b) graph of magnetic entropy change according to temperature. In the magnetocaloric alloy Mn 2-ab Fe a X b P 1-c Y c , X is Hf, Y is Si, and at 250 ± 10K when 0.9≤a≤1.0, 0 <b <0.05, 0.5≤c <0.6 T c (Curie temperature) is shown and has a high relative cooling power (RCP) of 145 to 155 J / kg and a magnetic entropy change (ΔS M ) of 4 to 6 J / kgK at 250 ± 10K.

실시예 9 및 10과 같이, MnFeXPSi (X=Zr, Hf) 합금에서는 두 합금의 특성이 거의 유사하나 Zr 원소가 첨가된 합금이 조금 더 향상된 특성을 지닌다. As in Examples 9 and 10, in the MnFeXPSi (X = Zr, Hf) alloy, the properties of the two alloys are almost similar, but the alloy to which the Zr element is added has slightly improved properties.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따라 제조된 자기열량합금의 첨가원소에 따른 자기열량효과를 나타낸 그래프이다. 8 is a graph showing the magnetocaloric effect according to the addition element of the magnetocaloric alloy prepared according to an embodiment of the present invention.

MnFeXPGe (X=Zr, Hf) 합금에서 첨가 원소 Zr 또는 Hf의 함량이 0<b<0.1인 실시예 1 내지 2 및 실시예 4 내지 5는 b=0.1인 실시예 3 및 6에 비하여 우수한 자기열량특성을 가진다. 또한 치환 원소 Zr 또는 Hf의 함량이 증가할수록 Curie 온도(Tc), 자기엔트로피 변화량(△SM), 자기냉각 능력(RCP) 모두 대체로 감소하는 경향을 보인다. 그리고 첨가원소 Zr과 Hf에 따라 비교해보면, Zr 원소를 첨가하였을 때, Hf 원소를 첨가하였을 때보다 자기열량 특성이 더 우수한 것을 확인할 수 있다. Examples 1 to 2 and Examples 4 to 5 in which the content of the additive element Zr or Hf in the MnFeXPGe (X = Zr, Hf) alloy is 0 <b <0.1 are superior to Examples 3 and 6, where b = 0.1. Has characteristics. In addition, as the content of the substitution element Zr or Hf increases, the Curie temperature (T c ), the change in magnetic entropy (ΔS M ), and the self-cooling ability (RCP) generally decrease. In addition, when the Zr and Hf elements are added, the magnetocaloric properties are superior to those of the Hf element.

실시예 9 내지 10와 같이, MnFeXPSi (X=Zr, Hf) 합금에서 두 합금의 특성이 거의 유사한 것을 확인할 수 있다. 그러나 Zr 원소가 첨가된 합금인 실시예 9가 Hf 원소를 첨가하한 실시에 10보다 조금 더 향상된 특성을 지닌다. 또한 실시예 9, 실시예 11 내지 12의 자기열량 특성을 비교하면 치환 원소 Zr 또는 Hf의 함량이 증가할수록 Curie 온도(Tc), 자기엔트로피 변화량(△SM), 자기냉각 능력(RCP) 모두 감소하는 경향을 보인다.As in Examples 9 to 10, it can be seen that the properties of the two alloys in MnFeXPSi (X = Zr, Hf) alloys are almost similar. However, Example 9, which is an alloy to which Zr element is added, has a slightly improved characteristic than that in the case where Hf element is added. Comparing the magnetocaloric properties of Examples 9 and 11 to 12, the Curie temperature (T c ), the change in magnetic entropy (ΔS M ), and the magnetic cooling capacity (RCP) were all increased as the content of the substitution element Zr or Hf increased. It tends to decrease.

표 2는 본 발명에 따른 자기열량합금의 열처리 온도 변화에 따른 자기열량특성을 비교한 표이고, 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따라 제조된 자기열량합금의 열처리 온도 변화에 따른 자기열량효과를 나타낸 그래프이다. 실시예 1 내지 6 및 실시예 9 내지 10의 자기열량합금의 Curie 온도(TC), 자기엔트로피 변화량(ΔSM) 및 RCP(Relative cooling power)의 측정값으로 1100℃에서 24시간 열처리를 진행한 결과와 950℃에서 12시간 열처리 진행한 결과를 비교 분석하였다.Table 2 is a table comparing the magnetocaloric characteristics according to the heat treatment temperature change of the magnetocaloric alloy according to the present invention, Figure 9 is a magnetocaloric effect according to the heat treatment temperature change of the magnetocaloric alloy prepared according to an embodiment of the present invention Is a graph. Curie temperature (T C ), magnetic entropy change amount (ΔS M ) of the magnetocaloric alloys of Examples 1 to 6 and Examples 9 to 10, and As a result of RCP (Relative cooling power), the result of 24 hours heat treatment at 1100 ℃ and 12 hours heat treatment at 950 ℃ was analyzed.

No.No. 자기열량 합금Magnetocaloric alloy Tc (K)T c (K) |△SM| (J/kgK)
(△H=2T)
| △ S M | (J / kgK)
(△ H = 2T)
RCP (J/kg)RCP (J / kg)
1100℃1100 ℃ 950℃950 1100℃1100 ℃ 950℃950 1100℃1100 ℃ 950℃950 ℃ 실시예 1Example 1 Mn1.2Fe0.79Zr0.01P0.6Ge0.4 Mn 1.2 Fe 0.79 Zr 0.01 P 0.6 Ge 0.4 242242 442442 7.527.52 3.423.42 94.8494.84 150.62150.62 실시예 2Example 2 Mn1.2Fe0.75Zr0.05P0.6Ge0.4 Mn 1.2 Fe 0.75 Zr 0.05 P 0.6 Ge 0.4 227227 367367 6.146.14 3.673.67 69.6469.64 108.30108.30 실시예 3Example 3 Mn1.2Fe0.7Zr0.1P0.6Ge0.4 Mn 1.2 Fe 0.7 Zr 0.1 P 0.6 Ge 0.4 187187 367
397
367
397
0.150.15 1.30
1.31
1.30
1.31
5.915.91 122.79122.79
실시예 4Example 4 Mn1.2Fe0.79Hf0.01P0.6Ge0.4 Mn 1.2 Fe 0.79 Hf 0.01 P 0.6 Ge 0.4 237237 447447 6.996.99 4.574.57 86.8986.89 197.71197.71 실시예 5Example 5 Mn1.2Fe0.75Hf0.05P0.6Ge0.4 Mn 1.2 Fe 0.75 Hf 0.05 P 0.6 Ge 0.4 177177 377377 1.911.91 2.622.62 40.5940.59 140.66140.66 실시예 6Example 6 Mn1.2Fe0.7Hf0.1P0.6Ge0.4 Mn 1.2 Fe 0.7 Hf 0.1 P 0.6 Ge 0.4 402402 322322 0.0070.007 1.711.71 0.160.16 105.11105.11 실시예 9Example 9 Mn1.0Fe0.99Zr0.01P0.5Si0.5 Mn 1.0 Fe 0.99 Zr 0.01 P 0.5 Si 0.5 262262 287287 5.585.58 2.652.65 154.71154.71 196.95196.95 실시예 10Example 10 Mn1.0Fe0.99Hf0.01P0.5Si0.5 Mn 1.0 Fe 0.99 Hf 0.01 P 0.5 Si 0.5 252252 355355 5.095.09 9.399.39 151.42151.42 216.21216.21

실시예 1 내지 6 및 실시예 9 내지 10 과 같이, 본 발명에 따른 자기열량합금 Mn2-a-bFeaXbP1-cYc 으로 X는 Zr 또는 Hf이고, Y는 Ge, Si 중에서 선택되는 적어도 1종이고, 0.8≤a+b≤1.0, 0<b≤0.1, 0.4≤c≤0.6일 때, 900 내지 1000℃에서 열처리하여 370±90K에서 Tc(Curie 온도)가 나타나고, 상기 370±90K에서 100 내지 220 J/kg의 RCP(Relative cooling power)와 1 내지 10 J/kgK의 자기엔트로피 변화량(ΔSM)을 가진다.As in Examples 1 to 6 and Examples 9 to 10, the magnetocaloric alloy Mn 2-ab Fe a X b P 1-c Y c according to the present invention X is Zr or Hf, Y is at least one selected from Ge and Si, and when 0.8 ≦ a + b ≦ 1.0, 0 <b ≦ 0.1, 0.4 ≦ c ≦ 0.6, heat treatment is performed at 900 to 1000 ° C. to 370. T c (Curie temperature) appears at ± 90K, and has a relative cooling power (RCP) of 100 to 220 J / kg and a magnetic entropy change (ΔS M ) of 1 to 10 J / kgK at 370 ± 90K.

특히, 본 발명의 실시예 1 내지 6과 같이, 상기 Y는 Ge이고, 0.7≤a≤0.8, 0.4≤c<0.5이고, 380±70K에서 Tc(Curie 온도)가 나타나고, 상기 380±70K에서 100 내지 200 J/kg의 RCP(Relative cooling power)와 1 내지 5 J/kgK의 자기엔트로피 변화량(ΔSM)을 가진다.In particular, as in Examples 1 to 6 of the present invention, Y is Ge, 0.7≤a≤0.8, 0.4≤c <0.5, T c (Curie temperature) appears at 380 ± 70K, and at 380 ± 70K Relative cooling power (RCP) of 100 to 200 J / kg and magnetic entropy change (ΔS M ) of 1 to 5 J / kgK.

또한, 본 발명의 실시예 9 내지 10과 같이, 상기 Y는 Si이고, 0.9≤a≤1.0, 0.5≤c<0.6이고, 320±40K에서 Tc(Curie 온도)가 나타나고, 상기 320±40K에서 190 내지 220 J/kg의 RCP(Relative cooling power)와 2 내지 10 J/kgK의 자기엔트로피 변화량(ΔSM)을 가진다.In addition, as in Examples 9 to 10 of the present invention, Y is Si, 0.9 ≦ a ≦ 1.0, 0.5 ≦ c <0.6, and T c (Curie temperature) appears at 320 ± 40K, and at 320 ± 40K. Relative cooling power (RCP) of 190 to 220 J / kg and magnetic entropy change (ΔS M ) of 2 to 10 J / kgK.

900 내지 1000℃에서 열처리한 실시예 1 내지 6의 자기열량합금의 결과를 확인하면, 실시예 4 내지 6의 자기열량합금에서 첨가 원소 Hf의 함량이 증가할수록 Curie 온도(Tc), 자기엔트로피 변화량(△SM), 자기냉각 능력(RCP) 모두 감소한다. 이것은 1000 내지 1200℃에서 열처리했을 때와 유사한 경향을 보여준다.As a result of the magnetocaloric alloys of Examples 1 to 6 heat-treated at 900 to 1000 ° C., the Curie temperature (T c ) and the magnetic entropy change amount were increased as the content of the additive element Hf increased in the magnetocaloric alloys of Examples 4 to 6. (ΔS M ) and both self cooling capacity (RCP) decrease. This shows a similar trend as when heat treated at 1000 to 1200 ° C.

그러나 900 내지 1000℃에서 열처리한 실시예 1 내지 3의 자기열량합금에서 첨가 원소 Zr 함량이 증가할수록 Curie 온도(Tc),와 자기냉각 능력(RCP)은 감소하다 증가하지만, 자기엔트로피 변화량(△SM)은 증가하다 감소한다. 이것은 1000 내지 1200℃에서 열처리했을 때와 다른 경향을 나타낸다.However, the Curie temperature (T c ) and the self-cooling capacity (RCP) decrease with increasing Zr content in the magnetocaloric alloys of Examples 1 to 3 heat-treated at 900 to 1000 ° C., but the change in magnetic entropy (△ S M ) increases and decreases. This shows a different tendency than when heat-treated at 1000 to 1200 ° C.

열처리 온도에 따라 비교하면, 온도가 1000 내지 1200℃에서 900 내지 1000℃로 감소하면서 대체로 Curie 온도(Tc)와 자기냉각 능력(RCP)이 증가한다. 그러나 자기엔트로피 변화량(△SM)은 Zr 함량이 0.01, 0.05와 Hf 함량이 0.01일 때에는 감소하나, Zr 함량이 0.1과 Hf 함량이 0.05와 0.1일 때에는 증가한다. Compared with the heat treatment temperature, the Curie temperature (T c ) and the self cooling capacity (RCP) generally increase as the temperature decreases from 1000 to 1200 ° C. to 900 to 1000 ° C. However, the change in magnetic entropy (ΔS M ) decreases when the Zr content is 0.01, 0.05 and Hf content is 0.01, but increases when the Zr content is 0.1 and Hf content is 0.05 and 0.1.

MnFeXPGe (X=Zr, Hf) 합금에서 첨가원소 Zr과 Hf에 따라 비교해보면, 1000 내지 1200℃에서 열처리 했을 때와 달리 900 내지 1000℃로 열처리한 합금에서는 대체로 Hf 원소를 첨가하였을 때가 자기열량 특성이 더 우수한 것을 확인할 수 있다. Compared with the addition elements Zr and Hf in the MnFeXPGe (X = Zr, Hf) alloy, the magnetocaloric properties were generally higher when the Hf element was added in alloys heat-treated at 900 to 1000 ° C than when heat-treated at 1000 to 1200 ° C. You can see that it is better.

자기엔트로피 변화량(△SM)을 비교하면, 첨가원소 Zr 또는 Hf이 소량 첨가(0.01)되었을 때는 열처리 온도가 높을 때 더 높은 자기엔트로피 변화를 나타내었지만, 첨가원소 함량이 증가하였을 때 열처리 온도가 낮을 때 더 높은 자기엔트로피 변화량(△SM)을 나타낸다.Comparing the amount of change in magnetic entropy (ΔS M ), when a small amount of addition element Zr or Hf was added (0.01), it showed higher magnetic entropy change when the heat treatment temperature was high, but when the addition element content was increased, the heat treatment temperature was lower. Higher magnetic entropy change (ΔS M ).

900 내지 1000℃에서 열처리한 실시예 9 내지 10의 자기열량합금의 결과를 확인하면, MnFeXPSi (X=Zr, Hf) 합금에서 첨가원소에 따라 다른 경향성을 보인다. Zr이 첨가되었을 때에는 자기엔트로피 변화량(△SM)을 제외한 값들이 열처리 온도가 감소하였을 때 증가하지만, Hf 원소가 첨가되었을 때에는 모든 특성 값들이 열처리 온도 감소에 따라 증가한다. Hf 원소를 첨가하였을 때의 이러한 결과는 실시예 1 및 4의 MnFeXPGe (X=Zr, Hf) 합금에서 첨가원소의 양이 같을 때 (Zr, Hf=0.01)의 결과와 상반되는 결과를 나타낸다.The results of the magnetocaloric alloys of Examples 9 to 10 heat-treated at 900 to 1000 ° C. showed different tendencies depending on the elements added in the MnFeXPSi (X = Zr, Hf) alloy. When Zr is added, the values except for the amount of magnetic entropy change (ΔS M ) increase when the heat treatment temperature decreases, but when the Hf element is added, all characteristic values increase as the heat treatment temperature decreases. These results with the addition of the Hf element show the opposite results to those of (Zr, Hf = 0.01) when the amounts of added elements are the same in the MnFeXPGe (X = Zr, Hf) alloys of Examples 1 and 4.

1000 내지 1200℃에서 열처리한 자기열량합금은 대체로 300K보다 낮은 Curie 온도(Tc)를 가지고 있어 저온 영역으로 저온용 자기냉각기(magnetic refrigerator)에 응용 가능하며, 900 내지 1000℃로 열처리한 자기열량합금은 Curie 온도(Tc)가 1000 내지 1200℃ 열처리한 경우보다 높아지기 때문에 고온용 자기냉각기에 사용될 수 있다.The magnetocaloric alloys heat-treated at 1000 to 1200 ° C generally have a Curie temperature (T c ) of less than 300K, so that they can be applied to low temperature magnetic refrigerators, and heat-treated at 900 to 1000 ° C. Since the Curie temperature (T c ) is higher than that of 1000 to 1200 ° C. heat treatment, it may be used in a high temperature magnetic cooler.

위와 같이, 본 발명에 따른 자기열량합금 및 이의 제조방법은 높은 ΔSM(엔트로피 변화량)값을 갖는 고냉각능의 자기열량합금 조성을 제공하고, 상기의 제조방법으로 자기열량효과가 우수한 상을 제조하고 균질한 합금을 제조할 수 있다.As described above, the magnetocaloric alloy and its manufacturing method according to the present invention provides a high-cooling magnetocaloric alloy composition having a high ΔS M (entropy change) value, and to produce a phase having excellent magnetocaloric effect by the above manufacturing method Homogeneous alloys can be produced.

이상에서 설명한 본 발명의 기술적 사상이 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것은, 본 발명의 기술적 사상이 속하는 기술 분야 에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.The technical spirit of the present invention described above is not limited to the above-described embodiments and the accompanying drawings, and various substitutions, modifications, and changes can be made without departing from the technical spirit of the present invention. It will be apparent to those of ordinary skill in the art.

Claims (15)

화학식 Mn2-a-bFeaXbP1-cYc 로 표현되고,
X는 Zr 또는 Hf이고, Y는 Ge, Si 중에서 선택되는 적어도 1종이고,
0.8≤a+b≤1.0, 0<b≤0.1, 0.4≤c≤0.6인 자기열량합금.
Represented by the formula Mn 2-ab Fe a X b P 1-c Y c ,
X is Zr or Hf, Y is at least one selected from Ge and Si,
A magnetocaloric alloy with 0.8 ≦ a + b ≦ 1.0, 0 <b ≦ 0.1, and 0.4 ≦ c ≦ 0.6.
제1항에 있어서,
상기 Y는 Ge이고, 0.7≤a≤0.8, 0<b<0.1, 0.4≤c<0.5이며,
1000 내지 1200℃에서 열처리하여,
210±40K에서 Tc(Curie 온도)가 나타나고,
상기 210±40K에서 40 내지 100 J/kg의 RCP(Relative cooling power)를 가지는 자기열량합금.
The method of claim 1,
Y is Ge, 0.7 ≦ a ≦ 0.8, 0 <b <0.1, 0.4 ≦ c <0.5,
Heat treatment at 1000 to 1200 ° C,
T c (Curie temperature) appears at 210 ± 40K,
The magnetocaloric alloy having a relative cooling power (RCP) of 40 to 100 J / kg at 210 ± 40K.
제2항에 있어서,
상기 X는 Zr이고, 0<b<0.05이며,
240±10K에서 Tc(Curie 온도)가 나타나고,
상기 240±10K에서 90 내지 100 J/kg의 RCP(Relative cooling power)와 6.5 내지 8.5 J/kgK의 자기엔트로피 변화량(ΔSM)을 가지는 자기열량합금.
The method of claim 2,
X is Zr, 0 <b <0.05,
T c (Curie temperature) appears at 240 ± 10K,
The magnetocaloric alloy having a relative cooling power (RCP) of 90 to 100 J / kg and a magnetic entropy change (ΔS M ) of 6.5 to 8.5 J / kgK at 240 ± 10K.
제2항에 있어서,
상기 X는 Hf이고, 0<b<0.05이며,
240±10K에서 Tc(Curie 온도)가 나타나고,
상기 240±10K에서 80 내지 90 J/kg의 RCP(Relative cooling power)와 6 내지 8 J/kgK의 자기엔트로피 변화량(ΔSM)을 가지는 자기열량합금.
The method of claim 2,
X is Hf, 0 <b <0.05,
T c (Curie temperature) appears at 240 ± 10K,
The magnetocaloric alloy having a relative cooling power (RCP) of 80 to 90 J / kg and a magnetic entropy change (ΔS M ) of 6 to 8 J / kgK at 240 ± 10K.
제1항에 있어서,
상기 Y는 Ge이고, 0.7≤a≤0.8, 0.5<c≤0.6이며,
1000 내지 1200℃에서 열처리하여,
290±50K에서 Tc(Curie 온도)가 나타나고,
상기 290±50K에서 50 내지 140 J/kg의 RCP(Relative cooling power)를 가지는 자기열량합금.
The method of claim 1,
Y is Ge, 0.7 ≦ a ≦ 0.8, 0.5 <c ≦ 0.6,
Heat treatment at 1000 to 1200 ° C,
T c (Curie temperature) appears at 290 ± 50 K,
The magnetocaloric alloy having a relative cooling power (RCP) of 50 to 140 J / kg at 290 ± 50K.
제5항에 있어서,
상기 X는 Zr이고, 0.03<b<0.1이며,
290±10K에서 Tc(Curie 온도)가 나타나고,
상기 290±10K에서 50 내지 60 J/kg의 RCP(Relative cooling power)를 가지는 자기열량합금.
The method of claim 5,
X is Zr, 0.03 <b <0.1,
T c (Curie temperature) appears at 290 ± 10K,
The magnetocaloric alloy having a relative cooling power (RCP) of 50 to 60 J / kg at 290 ± 10K.
제5항에 있어서,
상기 X는 Hf이고, 0.03<b<0.1이며,
250±10K 및 330±10K에서 Tc(Curie 온도)가 나타나고,
상기 250±10K에서 130 내지 140 J/kg의 RCP(Relative cooling power)를 가지며
상기 330±10K에서 130 내지 140 J/kg의 RCP(Relative cooling power)를 가지는 자기열량합금.
The method of claim 5,
X is Hf, 0.03 <b <0.1,
T c (Curie temperature) appears at 250 ± 10K and 330 ± 10K,
It has a relative cooling power (RCP) of 130 to 140 J / kg at 250 ± 10K
The magnetocaloric alloy having a relative cooling power (RCP) of 130 to 140 J / kg at 330 ± 10K.
제1항에 있어서,
상기 Y는 Si, 0.9≤a≤1.0, 0<b<0.05, 0.5≤c<0.6이며,
1000 내지 1200℃에서 열처리하여,
260±20K에서 Tc(Curie 온도)가 나타나고,
상기 260±20K에서 145 내지 160 J/kg의 RCP(Relative cooling power)와 4 내지 6.5 J/kgK의 자기엔트로피 변화량(ΔSM)을 가지는 자기열량합금.
The method of claim 1,
Y is Si, 0.9 ≦ a ≦ 1.0, 0 <b <0.05, 0.5 ≦ c <0.6,
Heat treatment at 1000 to 1200 ° C,
T c (Curie temperature) appears at 260 ± 20K,
The magnetocaloric alloy having a relative cooling power (RCP) of 145 to 160 J / kg and a magnetic entropy change (ΔS M ) of 4 to 6.5 J / kgK at 260 ± 20K.
제8항에 있어서,
상기 X는 Zr이고,
260±10K에서 Tc(Curie 온도)가 나타나고,
상기 260±10K에서 150 내지 160 J/kg의 RCP(Relative cooling power)를 가지는 자기열량합금.
The method of claim 8,
X is Zr,
T c (Curie temperature) appears at 260 ± 10K,
The magnetocaloric alloy having a relative cooling power (RCP) of 150 to 160 J / kg at 260 ± 10K.
제8항에 있어서,
상기 X는 Hf이고,
250±10K에서 Tc(Curie 온도)가 나타나고,
상기 250±10K에서 145 내지 155 J/kg의 RCP(Relative cooling power)를 가지는 자기열량합금.
The method of claim 8,
X is Hf,
T c (Curie temperature) appears at 250 ± 10K,
The magnetocaloric alloy having a relative cooling power (RCP) of 145 to 155 J / kg at 250 ± 10K.
제1항에 있어서,
900 내지 1000℃에서 열처리하여,
370±90K에서 Tc(Curie 온도)가 나타나고,
상기 370±90K에서 100 내지 220 J/kg의 RCP(Relative cooling power)와 1 내지 10 J/kgK의 자기엔트로피 변화량(ΔSM)을 가지는 자기열량합금.
The method of claim 1,
Heat-treated at 900 to 1000 ° C,
T c (Curie temperature) appears at 370 ± 90K,
The magnetocaloric alloy having a relative cooling power (RCP) of 100 to 220 J / kg and a magnetic entropy change (ΔS M ) of 1 to 10 J / kgK at 370 ± 90K.
제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 자기열량합금은 리본 형상인 자기열량합금.
The method according to any one of claims 1 to 11,
The magnetocaloric alloy is a magnetocaloric alloy in the shape of a ribbon.
Mn2-a-bFeaXbP1-cYc 로 표현되는 조성의 자기열량합금 재료의 모합금을 제조하는 단계;
상기 제조된 모합금을 급속응고법(melt spinning)을 통하여 리본을 제조하는 단계 및
상기 리본을 자기열량효과가 우수한 상의 제조 및 균질화를 위해 열처리하는 단계를 포함하고, 상기 X는 Zr 또는 Hf이고, 상기 Y는 Ge, Si 중에서 선택되는 적어도 1종이고, 0.8≤a+b≤1.0, 0<b≤0.1, 0.4≤c≤0.6인 자기열량합금의 제조방법.
Preparing a master alloy of a magnetocaloric alloy material having a composition represented by Mn 2-ab Fe a X b P 1 -c Y c ;
Preparing a ribbon through melt spinning of the prepared mother alloy; and
Heat treating the ribbon to prepare and homogenize a phase having excellent magnetocaloric effect, wherein X is Zr or Hf, and Y is at least one selected from Ge and Si, and 0.8 ≦ a + b ≦ 1.0 And 0 <b ≦ 0.1 and 0.4 ≦ c ≦ 0.6.
제13항에 있어서,
상기 리본을 제조하는 단계는 급속응고법(melt spinning)을 통하여 30 내지 50m/s의 속도로 리본을 제조하는 자기열량합금의 제조방법.
The method of claim 13,
The step of preparing the ribbon is a method of producing a magnetocaloric alloy to produce a ribbon at a speed of 30 to 50 m / s through a rapid spinning method (melt spinning).
제13항에 있어서,
상기 열처리 단계는 900 내지 1200℃에서 열처리하는 자기열량합금의 제조방법.
The method of claim 13,
The heat treatment step is a method of producing a magnetocaloric alloy is heat-treated at 900 to 1200 ℃.
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