恭喜中南大学葛毅成获国家专利权
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龙图腾网恭喜中南大学申请的专利一种RE-Fe基室温磁制冷材料的设计方法、制备方法和应用获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN114067932B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-01-07发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202111353830.9,技术领域涉及:G16C60/00;该发明授权一种RE-Fe基室温磁制冷材料的设计方法、制备方法和应用是由葛毅成;李丽娅;高智设计研发完成,并于2021-11-16向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种RE-Fe基室温磁制冷材料的设计方法、制备方法和应用在说明书摘要公布了:本发明一种RE‑Fe基室温磁制冷材料的设计方法、制备方法和应用,所设计的室温磁制冷材料,化学通式为Ce2‑xRExFe17‑ySiy,其中RE=Pr,Nd,且0.1≤x<0.5,0.2<y≤1。本发明的设计方法采用第一性原理计算方法得出合金的ca的值、Fe6c原子之间的距离Fe6c‑6c和合金的形成能Eform,选择能增大Fe6c‑6c的值和降低2:17相形成能的合金成分,调节相变温度在室温附近273K‑300K,设计出所需的室温磁制冷材料的成分选择体系,可满足室温下磁制冷材料和磁热融冰材料的需求;本发明所设计的室温磁制冷材料,热处理过程只需2‑5h,大幅低于现有技术热处理的时间,所得Ce2‑xRExFe17‑ySiy制冷材料具良好的磁制冷能力,并且能够应用在室温制冷领域和磁热融冰领域。
本发明授权一种RE-Fe基室温磁制冷材料的设计方法、制备方法和应用在权利要求书中公布了:1.一种RE-Fe基室温磁制冷材料的设计方法,其特征在于:设计所得室温磁制冷材料的化学通式:Ce2-xRExFe17-ySiy,其中RE选自Pr、Nd,且0.1≤x<0.5,0.2<y≤1;所述设计方法,采用基于密度泛函理论的第一性原理计算方法进行,计算采用VASP软件包进行,使用投影增强波方法和GGA-PBE交换关联势进行计算;包括如下步骤:①计算的基本参数选取选取晶格常数a=8.496Å、c=12.415Å的Ce2Fe17单胞作为初始结构,该单胞含有57个原子,其中Ce占据6c位置,Fe分别占据6c、9d、18f和18h位置;对Ce2-xRExFe17-yMy的晶胞参数和原子占位进行完全弛豫,其中电子自洽和离子弛豫的收敛标准分别定为10-7eV和0.005eVÅ,截断能为600eV,K点网格为5×5×3;此外,采用“HubbardU”方法来处理稀土原子的4f轨道,取Ce的U值为4eV;其中RE选自Pr、Nd、Sm、La、Dy、Gd、中的一种;M选自Si、Al、Ga、Ge、Sn、P、Mg、Cr、Ti、V中的一种;②原子在Ce2Fe17单胞中的占位计算;将M原子分别取代Ce2Fe17单胞中6c、9d、18f和18h晶位上的Fe,根据①中的计算参数,计算含M的Ce2Fe17单胞的形成能Eform,判断M原子在Ce2Fe17单胞中的原子占位;③合金成分设计根据②的计算结果选择Si原子占位,将RE原子取代Ce的6c晶位,根据①中的计算参数,计算获得Ce2-xRExFe17-yMy的晶胞参数a、c,得出ca值以及6c晶位上Fe原子的原子间距定量判断合金成分对居里温度的影响,进一步通过计算Ce2-xRExFe17-yMy的形成能,计算得:当RE选自Pr或Nd;M为Si,且0.1≤x<0.5,0.2<y≤1时,合金的形成能最低,故设计获得磁制冷材料的化学通式:Ce2-xRExFe17-ySiy,其中RE选自Pr或Nd,且0.1≤x<0.5,0.2<y≤1。
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