PL245123B1 - Method of preparing magnetocaloric Heusler alloys and application of nickel recyclate - Google Patents
Method of preparing magnetocaloric Heusler alloys and application of nickel recyclate Download PDFInfo
- Publication number
- PL245123B1 PL245123B1 PL435496A PL43549620A PL245123B1 PL 245123 B1 PL245123 B1 PL 245123B1 PL 435496 A PL435496 A PL 435496A PL 43549620 A PL43549620 A PL 43549620A PL 245123 B1 PL245123 B1 PL 245123B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- nickel
- recyclate
- magnetocaloric
- hydrogenation process
- elements selected
- Prior art date
Links
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 90
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 41
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 22
- 229910001291 heusler alloy Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 9
- 229910001172 neodymium magnet Inorganic materials 0.000 claims abstract description 24
- 229910052779 Neodymium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 17
- 238000005984 hydrogenation reaction Methods 0.000 claims abstract description 17
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 15
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 9
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims abstract description 8
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims abstract description 7
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 229910052727 yttrium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 4
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims description 15
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims description 15
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 8
- 239000002699 waste material Substances 0.000 claims description 6
- 230000006698 induction Effects 0.000 claims description 4
- 238000000137 annealing Methods 0.000 claims description 2
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims description 2
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 23
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 13
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 7
- QEFYFXOXNSNQGX-UHFFFAOYSA-N neodymium atom Chemical compound [Nd] QEFYFXOXNSNQGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 description 6
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 5
- 238000005057 refrigeration Methods 0.000 description 5
- 238000005275 alloying Methods 0.000 description 3
- 150000002910 rare earth metals Chemical class 0.000 description 3
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 2
- 229910052746 lanthanum Inorganic materials 0.000 description 2
- FZLIPJUXYLNCLC-UHFFFAOYSA-N lanthanum atom Chemical compound [La] FZLIPJUXYLNCLC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 2
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 2
- 238000007670 refining Methods 0.000 description 2
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 2
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052688 Gadolinium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 description 1
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 1
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 1
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 1
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 1
- 230000005347 demagnetization Effects 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 239000010792 electronic scrap Substances 0.000 description 1
- 230000001747 exhibiting effect Effects 0.000 description 1
- UIWYJDYFSGRHKR-UHFFFAOYSA-N gadolinium atom Chemical compound [Gd] UIWYJDYFSGRHKR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 239000002440 industrial waste Substances 0.000 description 1
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 1
- 239000000696 magnetic material Substances 0.000 description 1
- 229910000734 martensite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 238000004663 powder metallurgy Methods 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 description 1
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 1
- 239000011265 semifinished product Substances 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 238000007873 sieving Methods 0.000 description 1
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Hard Magnetic Materials (AREA)
- Manufacturing Cores, Coils, And Magnets (AREA)
- Heat Treatment Of Articles (AREA)
Abstract
Przedmiotem wynalazku jest sposób otrzymywania magnetokalorycznych stopów Heuslera o składzie NixMny(X)1-x-y(Y)z, gdzie X oznacza co najmniej jeden z pierwiastków wybranych spośród Ga, Al, Ti, a Y oznacza co najmniej jeden z pierwiastków wybranych spośród Fe, Nd, 1 ≤ x/y ≤ 3,0 ≤ z ≤ 0,02, na drodze przetopu składników. Jako źródło niklu stosuje się recyklat niklowy otrzymany podczas procesu wodorowania magnesów neodymowych typu Nd2Fe14B pokrytych powłoką niklową, o zawartości Fe i Nd łącznie 0 - 2% mas. Recyklat niklowy przetapia się z Mn oraz co najmniej jednym metalem wybranym spośród: Ga Al, Ti oraz ewentualnie z Ni.The subject of the invention is a method for obtaining magnetocaloric Heusler alloys with the composition NixMny(X)1-x-y(Y)z, where X is at least one of the elements selected from Ga, Al, Ti, and Y is at least one of the elements selected from Fe, Nd, 1 ≤ x/y ≤ 3.0 ≤ z ≤ 0.02, by remelting the components. Nickel recyclate obtained during the hydrogenation process of Nd2Fe14B neodymium magnets covered with a nickel coating, with a total Fe and Nd content of 0 - 2% by mass, is used as a source of nickel. Nickel recyclate is melted with Mn and at least one metal selected from: Ga Al, Ti and optionally Ni.
Description
Opis wynalazkuDescription of the invention
Przedmiotem wynalazku jest sposób otrzymywania magnetokalorycznego stopu Heuslera o wysokiej zmianie entropii magnetycznej, w temperaturze pokojowej, przy wykorzystaniu recyklatu niklowego otrzymanego podczas procesu wodorowania magnesów neodymowych.The subject of the invention is a method for obtaining a magnetocaloric Heusler alloy with a high magnetic entropy change at room temperature, using nickel recyclate obtained during the hydrogenation process of neodymium magnets.
Podczas namagnesowania wielu materiałów następuje wzrost ich temperatury na skutek spadku entropii magnetycznej. Zjawisko to jest odwracalne i podczas adiabatycznego rozmagnesowania następuje wzrost entropii magnetycznej i spadek temperatury materiału. Efekt ten nazywany jest efektem magnetokalorycznym, a materiały, w których efekt ten jest wyraźny nazywa się materiałami magnetokalorycznymi.When many materials are magnetized, their temperature increases due to a decrease in magnetic entropy. This phenomenon is reversible and during adiabatic demagnetization, the magnetic entropy increases and the material temperature decreases. This effect is called the magnetocaloric effect, and materials in which this effect is pronounced are called magnetocaloric materials.
Praktycznym zastosowaniem materiałów tego typu są urządzenia chłodnicze, szczególnie pracujące w temperaturach kriogenicznych. Zaletą urządzeń chłodniczych wykorzystujących materiały magnetokaloryczne, względem innych urządzeń chłodniczych, jest całkowity brak elementów ruchomych i bardzo wysoka sprawność. Czyni to z nich ekologiczną alternatywę dla systemów wykorzystujących gazy chłodnicze oraz niezbędny element dla wielu stanowisk kriogenicznych. Obecnie prowadzone są prace nad wykorzystaniem ich w produkcji masowej urządzeń chłodniczych dla przemysłu i ludności.A practical application of this type of materials is refrigeration devices, especially those operating at cryogenic temperatures. The advantage of refrigeration devices using magnetocaloric materials over other refrigeration devices is the complete lack of moving parts and very high efficiency. This makes them an ecological alternative to systems using refrigerant gases and an essential element for many cryogenic stations. Currently, work is being carried out on their use in mass production of refrigeration equipment for industry and the public.
Głównym ograniczeniem w masowym wdrożeniu urządzeń chłodniczych opartych o efekt magnetokaloryczny jest cena materiałów wykazujących gigantyczny efekt magnetokaloryczny. Najsilniejszy efekt magnetokaloryczny wykazują materiały zawierające metale ziem rzadkich, takie jak lantan czy gadolin. Ponadto wymagana jest zazwyczaj bardzo wysoka czystość materiałów stopowych, ponieważ efekt magnetokaloryczny jest silnie zależny od składu. Typowo materiały magnetokaloryczne otrzymuje się z pierwiastków o czystości powyżej 99,9%, co jest kosztowne zarówno od strony materiałowej, jak i procesowej.The main limitation in the mass implementation of refrigeration devices based on the magnetocaloric effect is the price of materials exhibiting a gigantic magnetocaloric effect. The strongest magnetocaloric effect is demonstrated by materials containing rare earth metals, such as lanthanum or gadolinium. Furthermore, very high purity of the alloying materials is usually required because the magnetocaloric effect is strongly dependent on the composition. Typically, magnetocaloric materials are obtained from elements with a purity above 99.9%, which is expensive both in terms of materials and processes.
Sposobem na obniżenie kosztów stopów zawierających na przykład lantan jest wykorzystanie go razem z innymi pierwiastkami ziem rzadkich. Pozwala to uniknąć kosztownej procedury rozdzielenia pierwiastków ziem rzadkich. Taki sposób opisano w dokumencie patentowym WO2013007212 dla stopu LaFeSi. Dodatek pierwiastków innych niż metale ziem rzadkich powoduje jednak istotne pogorszenie właściwości materiału.A way to reduce the cost of alloys containing, for example, lanthanum is to use it together with other rare earth elements. This avoids the expensive procedure of separating rare earth elements. Such a method is described in the patent document WO2013007212 for the LaFeSi alloy. However, the addition of elements other than rare earth metals causes a significant deterioration of the material's properties.
Inną grupą materiałów magnetokalorycznych, niewykorzystujących drogich i strategicznie trudno dostępnych pierwiastków ziem rzadkich są stopy Heuslera, szczególnie stopy z układu (Ni,Co)2MnX (X=Al, Ga, Ti). Stopy takie są otrzymywane głównie na drodze przetopu czystych pierwiastków i odlewania do form. Przykładowo, niskokosztowe, szybkochłodzone materiały magnetokaloryczne zostały opisane w amerykańskim dokumencie patentowym US20190214169. Wadą tego układu jest wysoka wrażliwość na zanieczyszczenia stopowe, przez co materiały tego typu wytwarzane są z czystych i bardzo drogich pierwiastków.Another group of magnetocaloric materials that do not use expensive and strategically difficult to obtain rare earth elements are Heusler alloys, especially alloys from the (Ni,Co)2MnX (X=Al, Ga, Ti) system. Such alloys are obtained mainly by melting pure elements and casting into molds. For example, low-cost, fast-cooled magnetocaloric materials are described in the US patent document US20190214169. The disadvantage of this system is its high sensitivity to alloy impurities, which is why materials of this type are produced from pure and very expensive elements.
Znane są magnesy neodymowe, wytwarzane z połączenia neodymu, żelaza i boru o składzie Nd2Fe14B. Magnesy takie wytwarza się metodami metalurgii proszków, czyli prasowania sproszkowanych komponentów w polu magnetycznym w podwyższonej temperaturze. Neodym jest pierwiastkiem bardzo aktywnym chemicznie, więc magnesy te powlekane są warstwami ochronnymi, najczęściej warstwą niklową. Magnesy neodymowe są wykorzystywane m.in. w licznych urządzeniach elektronicznych np. w dyskach twardych komputerów czy sprzęcie medycznym, a w konsekwencji są obecne także w złomie elektronicznym. Neodym i inne metale ziem rzadkich obecne w magnesach neodymowych znajdują się na liście metali strategicznych i szczególnie ważnych z punktu widzenia odzysku, w związku z tym poddaje się je procesowi recyklingu, m.in. metodą wodorowania. Pozostałością po tym procesie są niklowe powłoki zanieczyszczone neodymem i żelazem. W tradycyjnym procesie recyklingu i rafinacji materiał ten podlega dalszemu, kosztownemu oczyszczeniu. W obecnym wynalazku recyklat niklowy otrzymany podczas procesu wodorowania magnesów neodymowych został zastosowany w procesie wytwarzania magnetokalorycznego stopu Heuslera o wysokiej zmianie entropii magnetycznej.Neodymium magnets are known, produced from a combination of neodymium, iron and boron with the composition Nd2Fe14B. Such magnets are manufactured using powder metallurgy methods, i.e. pressing powdered components in a magnetic field at elevated temperature. Neodymium is a very chemically active element, so these magnets are coated with protective layers, most often with a nickel layer. Neodymium magnets are used, among others, in numerous electronic devices, e.g. computer hard drives or medical equipment, and consequently they are also present in electronic scrap. Neodymium and other rare earth metals present in neodymium magnets are on the list of strategic metals and particularly important from the point of view of recovery, therefore they are subject to recycling, including: hydrogenation method. The remains of this process are nickel coatings contaminated with neodymium and iron. In the traditional recycling and refining process, this material undergoes further, expensive purification. In the present invention, nickel recyclate obtained during the hydrogenation process of neodymium magnets was used in the production of a magnetocaloric Heusler alloy with a high magnetic entropy change.
Sposób otrzymywania magnetokalorycznych stopów Heuslera o składzie NixMny(X)1-x-y(Y)z, gdzie X oznacza co najmniej jeden z pierwiastków wybranych spośród Ga, Al, Ti, a Y oznacza co najmniej jeden z pierwiastków wybranych spośród Fe, Nd, 1 < x/y < 3, 0 < z < 0,02, według wynalazku charakteryzuje się tym, że jako źródło niklu stosuje się recyklat niklowy otrzymany podczas procesu wodorowania magnesów neodymowych typu Nd2Fe14B pokrytych powłoką niklową, o zawartości Fe i Nd łącznie 0-2% mas. Recyklat niklowy przetapia się z Mn oraz co najmniej jednym metalem wybranym spośród: Ga, Al, Ti oraz ewentualnie z Ni.Method for obtaining magnetocaloric Heusler alloys with the composition NixMny(X)1-x-y(Y)z, where X is at least one of the elements selected from Ga, Al, Ti, and Y is at least one of the elements selected from Fe, Nd, 1 < x/y < 3.0 < z < 0.02, according to the invention, is characterized by the use of nickel recyclate obtained during the hydrogenation process of neodymium magnets of the Nd2Fe14B type covered with a nickel coating, with a total Fe and Nd content of 0-2 % mass Nickel recyclate is melted with Mn and at least one metal selected from: Ga, Al, Ti and optionally Ni.
Korzystnie recyklat niklowy stosuje się w takiej ilości, aby co najmniej 50% Ni w stopie pochodziło z recyklatu niklowego.Preferably, nickel recyclate is used in such an amount that at least 50% of the Ni in the melt comes from nickel recyclate.
Korzystnie stosuje się Mn, Ga, Al, Ti w postaci proszku o czystości powyżej 99,9%.Mn, Ga, Al, Ti are preferably used in the form of powder with a purity above 99.9%.
Korzystnie stosuje się Ni w postaci proszku o czystości powyżej 99%.Ni is preferably used in the form of powder with a purity above 99%.
Korzystnie recyklat niklowy przetapia się z pozostałymi składnikami stopu metodą indukcyjną, a następnie poddaje się wyżarzaniu w temperaturze od 600°C do 950°C, w czasie od 6 h do 48 h. Wyżarzanie ma na celu ujednorodnienie stopu.Preferably, the nickel recyclate is melted with the remaining alloy components by induction, and then annealed at a temperature of 600°C to 950°C for 6 to 48 hours. The purpose of annealing is to homogenize the alloy.
W sposobie według wynalazku stosuje się recyklat niklowy otrzymany jako odpad w procesie wodorowania magnesów neodymowych, przy czym korzystnie proces wodorowania prowadzi się w temperaturze od 20°C do 550°C, przy ciśnieniu od 20 kPa do 300 kPa, w czasie od 1 h do 12 h. Korzystnie stosuje się recyklat niklowy o rozmiarze ziarna nie większym niż 500 mikrometrów, oczyszczony z luźnych pozostałości materiału magnetycznie twardego.The method according to the invention uses nickel recyclate obtained as waste in the hydrogenation process of neodymium magnets, and the hydrogenation process is preferably carried out at a temperature from 20°C to 550°C, at a pressure from 20 kPa to 300 kPa, for a time from 1 h to 12 h. Nickel recyclate with a grain size of no more than 500 micrometers, cleaned of loose remnants of magnetically hard material, is preferably used.
Istotą wynalazku jest także zastosowanie recyklatu niklowego stanowiącego odpad z procesu wodorowania magnesów neodymowych typu Nd2Fe14B pokrytych powłoką niklową do otrzymywania magnetokalorycznych stopów Heuslera o składzie: NixMny(X)1-x-y(Y)z, gdzie X oznacza co najmniej jeden z pierwiastków wybranych spośród Ga, Al, Ti, a Y oznacza co najmniej jeden z pierwiastków wybranych spośród Fe, Nd, 1 < x/y < 3, 0 < z < 0,02.The essence of the invention is also the use of nickel recyclate, which is waste from the hydrogenation process of Nd2Fe14B neodymium magnets covered with a nickel coating, to obtain magnetocaloric Heusler alloys with the following composition: NixMny(X)1-x-y(Y)z, where X is at least one of the elements selected from Ga , Al, Ti, and Y is at least one of Fe, Nd, 1 < x/y < 3, 0 < z < 0.02.
Zastosowanie odpadów poprzemysłowych w postaci recyklatu niklowego otrzymanego w procesie wodorowania magnesów neodymowych do produkcji materiałów magnetokalorycznych pozwala na ekonomiczne wprowadzenie jednego ze składników stopu. Ponadto, w przypadku, gdy w recyklacie obecny jest neodym i/albo żelazo, uzyskuje się poprawę właściwości stopu. Dodatek neodymu hamuje rozrost ziarna podczas krystalizacji materiału magnetokalorycznego. Dzięki temu pierwiastek uważany pierwotnie za zanieczyszczenie pozwala uzyskać drobniejsze ziarno i umacnia kruchą fazę Heuslera. Przekłada się to bezpośrednio na wytrzymałości wymienników ciepła poddawanych cyklicznemu obciążeniu termicznemu i polem magnetycznym. Równolegle druga domieszka w postaci żelaza obniża temperaturę Ms (martenzyt start), co pozwala efektywnie wykorzystać materiał w temperaturze pokojowej.The use of post-industrial waste in the form of nickel recyclate obtained in the hydrogenation process of neodymium magnets for the production of magnetocaloric materials allows for the economical introduction of one of the alloy components. Moreover, if neodymium and/or iron is present in the recyclate, the alloy properties are improved. The addition of neodymium inhibits grain growth during the crystallization of the magnetocaloric material. Thanks to this, the element originally considered as an impurity allows obtaining a finer grain and strengthens the brittle Heusler phase. This translates directly into the durability of heat exchangers subjected to cyclic thermal load and magnetic field. At the same time, the second admixture in the form of iron lowers the Ms temperature (martensite start), which allows the material to be effectively used at room temperature.
Kontrola zawartości pierwiastków stopowych odbywa się przez zmianę udziału niklu o czystości powyżej 99% do recyklatu niklowego otrzymanego w procesie wodorowania magnesów neodymowych. Zmiana udziału recyklatu do czystego niklu pozwala uzyskać serię materiałów gradientowych o projektowanych właściwościach.The content of alloying elements is controlled by changing the share of nickel with a purity above 99% in the nickel recyclate obtained in the hydrogenation process of neodymium magnets. Changing the share of recyclate to pure nickel allows you to obtain a series of gradient materials with the designed properties.
Zastosowanie recyklatu niklowego uznawanego powszechnie jako półprodukt zdatny jedynie do dalszego oczyszczenia pozwala jednocześnie obniżyć koszty produkcji i polepszyć właściwości materiału. Metoda ta w znaczący sposób odbiega od stosowanego rutynowo przetapiania pierwiastków czystych, a także od stosowanego rutynowo cyklu produkcyjnego zawierającego rafinację pierwiastków stopowych.The use of nickel recyclate, generally considered as a semi-finished product suitable only for further purification, allows us to reduce production costs and improve the properties of the material. This method differs significantly from the routinely used smelting of pure elements, as well as from the routinely used production cycle including refining of alloying elements.
Przedmiot wynalazku został bliżej przedstawiony w przykładach.The subject of the invention is described in more detail in the examples.
Przykład 1Example 1
Magnesy neodymowe typu Nd2Fe14B pokryte powłoką niklową poddaje się procesowi wodorowania w temperaturze 500°C, przy ciśnieniu 100 kPa, w czasie 5 godzin. Recyklat niklowy, będący odpadem po procesie wodorowania, oczyszcza się mechanicznie z nadmiaru luźnych pozostałości materiału magnetycznie twardego przez przesiewanie na sicie o gradacji 500 mikrometrów. W uzyskanym recyklacie zawartość Fe i Nd wynosi łącznie 2% at. W celu przygotowania stopu o masie 200 g i składzie nominalnym Ni0,5Mn0,3Ga0,18Fe0,02 recyklat niklowy o masie 98,2 g miesza się z proszkiem Mn w ilości 55,15 g i proszkiem Ga w ilości 46,65 g. Całość przetapia się indukcyjnie w tyglu ceramicznym, a następnie poddaje wyżarzaniu w temperaturze 800°C i w czasie 48 godzin. Otrzymany stop charakteryzuje się szerokim zakresem zachodzenia przemiany magnetostrukturalnej. Optimum zmiany entropii magnetycznej występuje w temperaturze około 340 K, zmiana entropii magnetycznej wynosi -0.8 J/kgK, a zdolność chłodnicza RC wynosi -34 J/kg. Wyniki te zostały uzyskane dla pola magnetycznego o natężeniu 120 kA/m (1.4 Tesla).Neodymium magnets of the Nd2Fe14B type covered with a nickel coating are subjected to a hydrogenation process at a temperature of 500°C and a pressure of 100 kPa for 5 hours. Nickel recyclate, which is waste after the hydrogenation process, is mechanically cleaned of excess loose remnants of magnetically hard material by sieving on a 500 micrometer sieve. The obtained recyclate contains a total of 2% of Fe and Nd. In order to prepare an alloy with a mass of 200 g and a nominal composition of Ni0.5Mn0.3Ga0.18Fe0.02, nickel recyclate weighing 98.2 g is mixed with Mn powder in the amount of 55.15 g and Ga powder in the amount of 46.65 g. The whole thing is melted induction in a ceramic crucible and then annealed at 800°C for 48 hours. The obtained alloy is characterized by a wide range of magnetostructural transformation. The optimum change in magnetic entropy occurs at a temperature of approximately 340 K, the change in magnetic entropy is -0.8 J/kgK, and the cooling capacity of RC is -34 J/kg. These results were obtained for a magnetic field of 120 kA/m (1.4 Tesla).
P rzy kła d 2EXAMPLE 2
Magnesy neodymowe typu Nd2Fe14B pokryte powłoką niklową poddaje się procesowi wodorowania w temperaturze 500°C, przy ciśnieniu 100 kPa, w czasie 5 godzin. Recyklat niklowy, będący odpadem po procesie wodorowania, oczyszcza się w płuczce ultradźwiękowej z nadmiaru z luźnych pozostałości materiału magnetycznie twardego. W uzyskanym recyklacie łączna zawartość Fe i Nd wynosi 0,5% at. W celu przygotowania stopu o masie 200 g i składzie nominalnym Ni0,5Mn0,3Ga0,195Fe0,005 recyklat niklowy o masie 98,2 g, miesza się z proszkiem Mn w ilości 55,15 g i proszkiem Ga w ilościNeodymium magnets of the Nd2Fe14B type covered with a nickel coating are subjected to a hydrogenation process at a temperature of 500°C and a pressure of 100 kPa for 5 hours. Nickel recyclate, which is waste after the hydrogenation process, is cleaned in an ultrasonic scrubber of excess loose remnants of hard magnetic material. The total content of Fe and Nd in the obtained recyclate is 0.5% at. To prepare an alloy with a mass of 200 g and a nominal composition of Ni0.5Mn0.3Ga0.195Fe0.005, nickel recyclate with a mass of 98.2 g is mixed with Mn powder in the amount of 55.15 g and Ga powder in the amount
46,65 g. Całość przetapia się indukcyjnie w tyglu ceramicznym, a następnie poddaje wyżarzaniu w temperaturze 800°C i w czasie 48 godzin. Otrzymany stop charakteryzuje się szerokim zakresem zachodzenia przemiany magnetostrukturalnej. Optimum zmiany entropii magnetycznej występuje w temperaturze około 350 K, zmiana entropii magnetycznej wynosi -0.9 J/kgK, a zdolność chłodnicza RC wynosi -52 J/kg. Wyniki te zostały uzyskane dla pola magnetycznego o natężeniu 1 120 kA/m (1.4 Tesla).46.65 g. The whole thing is melted induction in a ceramic crucible and then annealed at a temperature of 800°C for 48 hours. The obtained alloy is characterized by a wide range of magnetostructural transformation. The optimum change in magnetic entropy occurs at a temperature of approximately 350 K, the change in magnetic entropy is -0.9 J/kgK, and the cooling capacity of RC is -52 J/kg. These results were obtained for a magnetic field of 1,120 kA/m (1.4 Tesla).
Claims (9)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL435496A PL245123B1 (en) | 2020-09-29 | 2020-09-29 | Method of preparing magnetocaloric Heusler alloys and application of nickel recyclate |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL435496A PL245123B1 (en) | 2020-09-29 | 2020-09-29 | Method of preparing magnetocaloric Heusler alloys and application of nickel recyclate |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL435496A1 PL435496A1 (en) | 2022-04-04 |
| PL245123B1 true PL245123B1 (en) | 2024-05-20 |
Family
ID=80952856
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL435496A PL245123B1 (en) | 2020-09-29 | 2020-09-29 | Method of preparing magnetocaloric Heusler alloys and application of nickel recyclate |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| PL (1) | PL245123B1 (en) |
-
2020
- 2020-09-29 PL PL435496A patent/PL245123B1/en unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| PL435496A1 (en) | 2022-04-04 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4663328B2 (en) | Magnetic material having cooling capacity, method for producing the material, and method for using the material | |
| CN102220538B (en) | Sintered neodymium-iron-boron preparation method capable of improving intrinsic coercivity and anticorrosive performance | |
| US7833361B2 (en) | Alloy and method for producing magnetic refrigeration material particles using same | |
| CN101919010B (en) | Fe-Si-La alloy having excellent magneto-caloric properties | |
| JP2014500611A (en) | High corrosion resistance sintered NdFeB magnet and method for preparing the same | |
| EP2107575A1 (en) | New intermetallic compounds, their use and a process for preparing the same | |
| CN109712770B (en) | Samarium cobalt magnet and method of making same | |
| CN111599562B (en) | Neodymium-iron-boron permanent magnet material, raw material composition thereof, preparation method and application thereof | |
| TWI617676B (en) | R-fe-b based rare-earth sintering magnet compositing praseodymium (pr) and tungsten (w) | |
| JPH0421744A (en) | Rare earth magnetic alloy excellent in hot workability | |
| KR101915242B1 (en) | Magnetic refrigeration material | |
| US20220238262A1 (en) | Modified La-Fe-Si magnetocaloric alloys | |
| JP2655835B2 (en) | Permanent magnet alloy and manufacturing method thereof | |
| JP2004099928A (en) | Magnetic alloy material | |
| CN1696324A (en) | Heat-resistant Nd-Fe-B alloys material with high application temperature, and preparation method | |
| JP2011162811A (en) | Rare earth-iron based alloy powder for magnetic refrigeration | |
| PL245123B1 (en) | Method of preparing magnetocaloric Heusler alloys and application of nickel recyclate | |
| JP2625163B2 (en) | Manufacturing method of permanent magnet powder | |
| JPS59132105A (en) | Permanent magnet | |
| US20200024693A1 (en) | Mm'x-y metal composite functional material and preparation method thereof | |
| CN106205923A (en) | A kind of binding Nd-Fe-B permanent magnetic material and Preparation equipment thereof | |
| CN1332053C (en) | Multiplex rare-earth ferroalloy (RERAFe#-[2]) powder and method for preparing same | |
| JP4218032B2 (en) | Magnetic alloy and method for producing the same | |
| CN114592150B (en) | Raw material composition for alloy magnet, alloy magnet and preparation method | |
| JPH03162546A (en) | Manufacture of permanent magnet alloy having excellent oxidation resistance |