【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及磁致冷材料。更具体地，涉及一种稀土钼酸盐在磁致冷中的应用。
技术介绍
1、极低温环境是空间探索以及量子计算等领域所必须的研究条件。目前极低温环境的获取主要途径主要有三种，分别是稀释制冷、吸附制冷以及磁制冷。相比于前两种制冷方式，磁制冷具有无需液氦、体积小、寿命长，无噪声的优势，有望在未来的空间探索中发挥重要的作用。而磁性材料作为磁制冷方式的主体，对其研究是必须且迫切的。磁性材料在磁制冷中主要是通过mce来提供冷量的。mce被定义为磁性材料在励磁过程中的温度变化，即绝热温变；以及退磁过程中的磁熵变化，即等温磁熵变。
2、在材料被磁化的过程，内部的磁矩趋于一致，从无序到有序，磁熵减小，由于晶格熵和电子熵在极低温区的变化可以忽略不计，所以根据热力学原理可知此时磁热材料向外界释放热量；在退磁过程，材料内部的磁矩从有序变为无序，磁熵增大，磁热材料向外界吸收热量。在磁化和退磁过程中，会包含两个绝热过程，分别是绝热磁化和绝热退磁，两个过程因与外界没有热量交换，所以励磁和去磁因此的磁矩变化通过材料本身的温度变化来体现，即为绝热温变。
3、由于磁性材料仅在顺磁状态下对外界磁场的变化有较大响应，因此材料本身的有序-无序转变温度必须要小于工作温度。而顺磁盐本身具有弱相互作用，使得其有序-无序转变温度较低，有应用到极低温磁制冷中的潜力。工作温度的要求仅是其中必不可少的一环，对于磁性材料在磁制冷中的主要应用场景，mce同样不能低，而弱相互作用与大的mce是矛盾的。与其他稀土离子相比，gd3+表现出较大的自旋基态(s＝
4、目前，稀土基化合物在低温低场下表现的磁热效应较差，并且制备过程存在繁琐、环境污染等问题，实际应用中存在一定限制，无法大规模工业化生产。而目前已经公开的关于稀土钼酸盐的报道多是其应用到光学领域中，有关其应用到磁制冷领域的相关文献和专利报道并未公开。因此，急需开发一种制备工艺简单，且周期较短，在低温低场下仍然具有优异的磁制冷效果的稀土钼酸盐。
技术实现思路
1、为解决上述问题，本专利技术的目的在于提供一种稀土钼酸盐在磁致冷中的新应用。所述稀土钼酸盐的相变温度<1.8k，是一种很好地可以应用到低温区的磁制冷材料，其磁熵变性能优于目前报道的gd3ga5o12、ermn2si2等低温磁致冷材料。
2、为达到上述目的，本专利技术采用下述技术方案：
3、本专利技术公开一种稀土钼酸盐在磁致冷中的应用，所述稀土钼酸盐的化学式为re2(moo4)3，其中re选自gd、tb、dy中的至少一种，例如gd2(moo4)3、tb2(moo4)3、dy2(moo4)3等。
4、进一步，所述稀土钼酸盐的相变温度<1.8k。
5、进一步，所述稀土钼酸盐属于单斜晶系，空间群为c12/c1。
6、进一步，所述稀土钼酸盐的化学式为gd2(moo4)3，在1.8k的温度，0-2t的磁场变化下，最大磁熵变为20.8j/(kg k)；在磁场为1t、1.5t和2t的制冷能力分别为12.3j/kg、24.4j/kg和37.0j/kg。
7、本专利技术利用固相烧结的方法制备所述稀土钼酸盐，其具体步骤如下：
8、将稀土氧化物和氧化钼进行混合，研磨后得到混合物料，将混合物料升温至350-400℃，恒温预烧8-10h，冷却后得到预烧料；
9、将预烧料重新升温至700-800℃，恒温烧结12-24h，冷却后得到所述稀土钼酸盐。
10、进一步，所述稀土氧化物选自gd2o3、tb4o7、dy2o3中的至少一种。
11、专利技术人通过实验研究发现，原料配比会影响目标产物的杂相比例，当所述稀土氧化物和氧化钼按照稀土元素和mo的摩尔比为2:2.6-3.4进行混合时，可减少目标产物的杂相比例；示例性地，可以按照稀土元素和mo的摩尔比为2:2.6、2:2.7、2:2.8、2:2.9、2:3、2:3.1、2:3.2、2:3.3或2:3.4等进行混合。
12、进一步，所述稀土氧化物和氧化钼按照稀土元素和mo的摩尔比为2:3进行混合。
13、作为本专利技术所述稀土钼酸盐的制备方法的优选实施方式，所述混合物料的研磨过程，可以在研钵中研磨、球磨机中球磨，或者按照混合物粒径范围通过混料机中进行混合，从而保证稀土氧化物、氧化钼能够充分接触，有利于固相反应的进行。
14、作为本专利技术所述稀土钼酸盐的制备方法的优选实施方式，将所述混合物料置于容器中进行固相反应，选用的容器可以为铂金坩埚或氧化铝坩埚。
15、作为本专利技术所述稀土钼酸盐的制备方法的优选实施方式，所述混合物料的预烧和烧结过程是在烧结炉中进行的，所述烧结炉选自马弗炉或管式炉。
16、作为本专利技术所述稀土钼酸盐的制备方法的优选实施方式，所述混合物料的预烧和烧结过程是在空气气氛中完成的。
17、进一步，升温阶段的升温速率为40-80℃/h；示例性地，升温阶段的升温速率可以为40℃/h、45℃/h、50℃/h、55℃/h、60℃/h、65℃/h、70℃/h、75℃/h或80℃/h等。
18、进一步，冷却阶段的降温速率为40-60℃/h；示例性地，所述冷却阶段的降温速率可以为40℃/h、45℃/h、50℃/h、55℃/h或60℃/h等。
19、本专利技术的有益效果如下：
20、本专利技术提供的一种稀土钼酸盐re2(moo4)3在低温磁制冷中的新应用。实验发现，稀土钼酸盐re2(moo4)3具有大的低温磁热效应和良好的热、磁可逆性，相变温度低于1.8k，以gd2(moo4)3为例，其在1.8k的温度下，在0-2t、0-1.5t和0-1t磁场变化下的最大磁熵变分别为20.8j/(kg·k)、16.0j/(kg·k)和9.8j/(kg·k)，在磁场为1t、1.5t和2t的制冷能力分别为12.3j/kg、24.4j/kg和37.0j/kg，优于大多数现有技术公开的低温磁致冷材料(如gd3ga5o12、ermn2si2等)，是一种性能优异的低温磁致冷材料。
21、本专利技术提供的一种稀土钼酸盐低温磁致冷材料的制备方法，采用固相烧结的方法制备得到，即将各原料氧化物混合后放入烧结炉中进行固相烧结，所选用的原料对环境无污染，制备工艺简单，反应周期较短，无污染，适合大规模工业化生产。
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1.一种稀土钼酸盐在磁致冷中的应用，其特征在于，所述稀土钼酸盐的化学式为RE2(MoO4)3，其中RE选自Gd、Tb、Dy中的至少一种。
2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述稀土钼酸盐的相变温度<1.8K。
3.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述稀土钼酸盐属于单斜晶系，空间群为C12/c1。
4.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述稀土钼酸盐的化学式为Gd2(MoO4)3，在1.8K的温度，0-2T的磁场变化下，最大磁熵变为20.8J/(kg·K)；在磁场为1T、1.5T和2T的制冷能力分别为12.3J/kg、24.4J/kg和37.0J/kg。
5.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述稀土钼酸盐按照如下步骤制备得到：
6.根据权利要求5所述的应用，其特征在于，所述稀土氧化物选自Gd2O3、Tb4O7、Dy2O3中的至少一种。
7.根据权利要求5所述的应用，其特征在于，所述稀土氧化物和氧化钼按照稀土元素和Mo的摩尔比为2:2.6-3.4进行混合。
8.根据权利要
9.根据权利要求5所述的应用，其特征在于，升温阶段的升温速率为40-80℃/h。
10.根据权利要求5所述的应用，其特征在于，冷却阶段的降温速率为40-60℃/h。
...【技术特征摘要】
1.一种稀土钼酸盐在磁致冷中的应用，其特征在于，所述稀土钼酸盐的化学式为re2(moo4)3，其中re选自gd、tb、dy中的至少一种。
2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述稀土钼酸盐的相变温度<1.8k。
3.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述稀土钼酸盐属于单斜晶系，空间群为c12/c1。
4.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述稀土钼酸盐的化学式为gd2(moo4)3，在1.8k的温度，0-2t的磁场变化下，最大磁熵变为20.8j/(kg·k)；在磁场为1t、1.5t和2t的制冷能力分别为12.3j/kg、24.4j/kg和37.0j/kg。
5.根据...
【专利技术属性】
技术研发人员：涂衡，高嘉浩，陈祖华，沈俊，李振兴，张国春，
申请(专利权)人：中国科学院理化技术研究所，
类型：发明
国别省市：
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