本发明涉及磁制冷材料，尤其涉及一种la-fe-si基磁制冷材料及制备方法。
背景技术：
1、磁制冷技术是一种基于固体磁性材料磁热效应的一种新型制冷方式。与目前常用的气体压缩制冷方式相比，磁制冷技术中制冷工质为固体，不会产生温室效应，对环境较为友好。此外，该技术的理论制冷效率可达理想卡诺循环的～60％，远高于气体压缩制冷方式，是未来气体压缩制冷的理想替代方案之一。目前研究人员已发现了多种磁制冷材料，如gd、gd-si-ge、la-fe-si、mn-fe-p-as等体系，其中具有nazn13结构的la-fe-si基合金具有磁热效应大、居里温度易调节、无毒害元素且成本低廉的特点，是目前国际上公认的最具发展前景的磁制冷材料之一。
2、la-fe-si为金属间化合物，具有显著的本征脆性，服役过程中材料反复进出磁场受到的不均匀应力极易导致材料中产生裂纹。同时，材料在反复加去磁诱发的磁相变伴随明显的体积变化，也会导致材料中出现裂纹，恶化了材料的循环稳定性。现有技术提出采用树脂或者金属复合的方法解决上述问题，然而树脂的存在会显著降低磁制冷材料的热导率，不利于提升磁制冷效率；金属复合方法中，采用la-fe-si速凝片先进行热处理得到磁热相，随后和其他低熔点金属进行复合，这种方法中的la-fe-si颗粒多为不规则形状，不利于磁热效应的提高。
技术实现思路
1、针对现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是如何提高la-fe-si基磁制冷材料力学性能，同时保持其导热和磁热效应。
2、为实现上述目的，本发明提供一种la-fe-si基磁制冷材料的制备方法，包括以下步骤：
3、s1、将球形的la-fe-si基合金粉和球形的ag粉混合，得到混合粉；
4、s2、将步骤s1得到的混合粉烧结为块体；
5、s3、对步骤s2得到的块体进行热处理，得到la-fe-si基磁制冷材料。
6、本发明选用与铁相固溶度较小的ag元素和la-fe-si基合金粉混合，并进行烧结获得富ag相包裹la-fe-si颗粒的微观组织，有利于提升材料力学性能；此外，选用球形的la-fe-si基合金粉有利于保证材料的磁热效应，同时ag在α-fe相中固溶度较小，因此烧结和热处理过程中不会大量固溶在基体中，有利于获得优异的磁热效应。
7、进一步地，所述制备方法还包括步骤s0、采用气雾化法制备la-fe-si基合金粉。采用气雾化法制备la-fe-si基合金粉，保证其形状规则性，有利于形成ag相包裹la-fe-si颗粒的微观组织，提升材料的塑性，同时保证材料的磁热效应。
8、进一步地，所述步骤s1中，la-fe-si基合金粉的粉末直径为0.1～100μm，ag粉的粉末直径为0.1～100μm。选自粒径较小的粉末，保证ag相对la-fe-si颗粒的包覆效果。
9、进一步地，所述步骤s1中，混合粉中ag粉的质量占比为5％～20％。限制ag粉的质量占比，保证ag相包覆效果，同时减少ag相对材料磁热性能的影响。
10、进一步地，所述步骤s2中，烧结方式为放电等离子烧结。
11、进一步地，所述步骤s2中，烧结温度为650～850℃，烧结时间为3～10min，烧结压力为20～50mpa。该烧结方法可以直接烧结混合粉末，不需要在烧结前进行成型，保证烧结过程中ag相的包覆效果。
12、进一步地，所述步骤s3中，热处理在惰性气氛保护下进行，热处理温度为600～1000℃，热处理时间为5min～6h。对烧结得到的块体进行短时间热处理即可获得nazn13主相。
13、进一步地，所述制备方法还包括步骤s4、对步骤s3得到的材料进行氢化处理，氢气压力为1～5bar，处理温度为100～500℃，处理时间为1～10h。氢化处理可以消除材料内部缺陷，改善力学性能。
14、综上所述，与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
15、(1)本发明la-fe-si粉和ag粉的复合，得到富ag相包裹脆性la-fe-si颗粒，有利于提升材料的塑性，同时不会破坏材料的导热性能。
16、(2)本发明选用的原料粉末结构均为球形，相比不规则粉末，经复合后能够保证材料的磁热效应。
17、(3)本发明选用的ag在la-fe-si粉末中的α-fe相固溶度较低，因此热处理和烧结过程中ag元素的扩散有限，不会显著影响材料的磁热效应。
1.一种la-fe-si基磁制冷材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的la-fe-si基磁制冷材料的制备方法，其特征在于，还包括步骤s0、采用气雾化法制备la-fe-si基合金粉。
3.根据权利要求1所述的la-fe-si基磁制冷材料的制备方法，其特征在于，所述步骤s1中，la-fe-si基合金粉的粉末直径为0.1～100μm，ag粉的粉末直径为0.1～100μm。
4.根据权利要求1所述的la-fe-si基磁制冷材料的制备方法，其特征在于，所述步骤s1中，混合粉中ag粉的质量占比为5％～20％。
5.根据权利要求1～4任一所述的la-fe-si基磁制冷材料的制备方法，其特征在于，所述步骤s2中，烧结方式为放电等离子烧结。
6.根据权利要求5所述的la-fe-si基磁制冷材料的制备方法，其特征在于，所述步骤s2中，烧结温度为650～850℃，烧结时间为3～10min，烧结压力为20～50mpa。
7.根据权利要求1～4任一所述的la-fe-si基磁制冷材料的制备方法，其特征在于，所述步骤s3中，热处理在惰性气氛保护下进行，热处理温度为600～1000℃，热处理时间为5min～6h。
8.根据权利要求1所述的la-fe-si基磁制冷材料的制备方法，其特征在于，还包括步骤s4、对步骤s3得到的材料进行氢化处理，氢气压力为1～5bar，处理温度为100～500℃，处理时间为1～10h。
9.一种la-fe-si基磁制冷材料，其特征在于，由如权利要求1～8任一所述的制备方法制备得到，所述la-fe-si基磁制冷材料的微观结构中la-fe-si颗粒外部包裹ag相。
