JPH06240241A - 極低温用蓄冷材およびそれを用いた極低温用蓄冷器 - Google Patents
極低温用蓄冷材およびそれを用いた極低温用蓄冷器Info
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- JPH06240241A JPH06240241A JP5047549A JP4754993A JPH06240241A JP H06240241 A JPH06240241 A JP H06240241A JP 5047549 A JP5047549 A JP 5047549A JP 4754993 A JP4754993 A JP 4754993A JP H06240241 A JPH06240241 A JP H06240241A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 運転中の振動等に対する機械的強度の向上を
図った化合物系の極低温用蓄冷材、およびそのような蓄
冷材を用いることによって、優れた冷凍性能を長期間に
わたって維持することを可能にした極低温用蓄冷器を提
供する。 【構成】 少なくとも 1種の希土類元素を含む金属間化
合物からなる主相と、少なくとも 1種の希土類元素を含
み、主相と組成の異なる金属間化合物からなる副相とか
ら構成された極低温用蓄冷材である。また、極低温用蓄
冷器は、上記極低温用蓄冷材の粒体を充填したものであ
る。
図った化合物系の極低温用蓄冷材、およびそのような蓄
冷材を用いることによって、優れた冷凍性能を長期間に
わたって維持することを可能にした極低温用蓄冷器を提
供する。 【構成】 少なくとも 1種の希土類元素を含む金属間化
合物からなる主相と、少なくとも 1種の希土類元素を含
み、主相と組成の異なる金属間化合物からなる副相とか
ら構成された極低温用蓄冷材である。また、極低温用蓄
冷器は、上記極低温用蓄冷材の粒体を充填したものであ
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、冷凍機等に使用される
極低温用蓄冷材、およびそれを用いた極低温用蓄冷器に
関する。
極低温用蓄冷材、およびそれを用いた極低温用蓄冷器に
関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、超電導技術の発展は著しく、その
応用分野が拡大するに伴って、小型で高性能の冷凍機の
開発が不可欠になってきている。このような冷凍機に
は、軽量・小型で、熱効率の高いことが要求されてい
る。
応用分野が拡大するに伴って、小型で高性能の冷凍機の
開発が不可欠になってきている。このような冷凍機に
は、軽量・小型で、熱効率の高いことが要求されてい
る。
【０００３】例えば、超電導ＭＲＩ装置等においては、
ギフォード・マクマホン方式（ＧＭ方式）やスターリン
グ方式等の冷凍サイクルによる冷凍機が用いられてい
る。このような冷凍機においては、圧縮されたHeガス等
の作動媒質が蓄冷器内を一方向に流れて、その熱エネル
ギーを充填物質（蓄冷材）に供給し、ここで膨張した作
動媒質が反対方向に流れ、蓄冷材から熱エネルギーを受
けとる。こうした過程で復熱効果が良好になるに伴っ
て、作動媒質サイクルの熱効率が向上し、一層低い温度
を実現することが可能となる。
ギフォード・マクマホン方式（ＧＭ方式）やスターリン
グ方式等の冷凍サイクルによる冷凍機が用いられてい
る。このような冷凍機においては、圧縮されたHeガス等
の作動媒質が蓄冷器内を一方向に流れて、その熱エネル
ギーを充填物質（蓄冷材）に供給し、ここで膨張した作
動媒質が反対方向に流れ、蓄冷材から熱エネルギーを受
けとる。こうした過程で復熱効果が良好になるに伴っ
て、作動媒質サイクルの熱効率が向上し、一層低い温度
を実現することが可能となる。
【０００４】上述したような冷凍機に用いられる蓄冷材
としては、従来、CuやPb等を構成材料とするものが主に
用いられてきた。しかし、このような蓄冷材は、 20K以
下の極低温で比熱が著しく小さくなるため、上述した復
熱効果が十分機能せず、極低温を実現することが困難で
あった。そこで、最近では、より絶対零度に近い温度を
実現するために、極低温域において大きな比熱を示す、
Er3 Ni等の希土類元素を含む化合物系の蓄冷材等（特開
平1-310269号公報参照）も用いられている。
としては、従来、CuやPb等を構成材料とするものが主に
用いられてきた。しかし、このような蓄冷材は、 20K以
下の極低温で比熱が著しく小さくなるため、上述した復
熱効果が十分機能せず、極低温を実現することが困難で
あった。そこで、最近では、より絶対零度に近い温度を
実現するために、極低温域において大きな比熱を示す、
Er3 Ni等の希土類元素を含む化合物系の蓄冷材等（特開
平1-310269号公報参照）も用いられている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述したよ
うな蓄冷器の使用状態においては、Heガス等の作動媒質
が高圧かつ高速で、その流れの向きが頻繁に変わるよう
に、蓄冷機内に充填された蓄冷材間の空隙を通過するた
め、蓄冷材には振動をはじめとする種々な力が加えられ
る。このような動作状況に対して、上述したEr3 Ni等の
希土類元素を含む化合物からなる蓄冷材は、材質的に脆
弱であるため、運転中の振動等により微粉を発生させ、
ガスシールを阻害する等、蓄冷器の性能に悪影響を及ぼ
すという問題を有していた。
うな蓄冷器の使用状態においては、Heガス等の作動媒質
が高圧かつ高速で、その流れの向きが頻繁に変わるよう
に、蓄冷機内に充填された蓄冷材間の空隙を通過するた
め、蓄冷材には振動をはじめとする種々な力が加えられ
る。このような動作状況に対して、上述したEr3 Ni等の
希土類元素を含む化合物からなる蓄冷材は、材質的に脆
弱であるため、運転中の振動等により微粉を発生させ、
ガスシールを阻害する等、蓄冷器の性能に悪影響を及ぼ
すという問題を有していた。
【０００６】本発明は、このような課題に対処するため
になされたもので、運転中の振動等に対する機械的強度
の向上を図った化合物系の極低温用蓄冷材、およびその
ような蓄冷材を用いることによって、優れた冷凍性能を
長期間にわたって維持することが可能な蓄冷器を提供す
ることを目的としている。
になされたもので、運転中の振動等に対する機械的強度
の向上を図った化合物系の極低温用蓄冷材、およびその
ような蓄冷材を用いることによって、優れた冷凍性能を
長期間にわたって維持することが可能な蓄冷器を提供す
ることを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段と作用】本発明の極低温用
蓄冷材は、少なくとも 1種の希土類元素を含む金属間化
合物からなる主相と、少なくとも 1種の希土類元素を含
み、前記主相と組成の異なる金属間化合物からなる副相
とから構成されていることを特徴としている。
蓄冷材は、少なくとも 1種の希土類元素を含む金属間化
合物からなる主相と、少なくとも 1種の希土類元素を含
み、前記主相と組成の異なる金属間化合物からなる副相
とから構成されていることを特徴としている。
【０００８】また、本発明の極低温用蓄冷器は、極低温
用蓄冷材が充填された蓄冷器において、前記極低温用蓄
冷材の少なくとも一部として、上記本発明の極低温用蓄
冷材の粒体を用いたことを特徴としている。
用蓄冷材が充填された蓄冷器において、前記極低温用蓄
冷材の少なくとも一部として、上記本発明の極低温用蓄
冷材の粒体を用いたことを特徴としている。
【０００９】本発明の蓄冷材は、上述したように、主相
と副相とからなる微細組織を有するものである。これら
主相および副相は、例えばRMz (Rは Y、La、Ce、Pr、N
d、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、TmおよびYbから
選ばれる少なくとも 1種の希土類元素を、 MはNi、Co、
CuおよびRuから選ばれる少なくとも 1種の金属元素を示
し、 zは 0.001〜 9.0の範囲の数を示す）で表される、
少なくとも 1種の希土類元素を含む金属間化合物（以
下、希土類元素系金属間化合物と記す）からなるもので
あって、異なる組成を有するものである。
と副相とからなる微細組織を有するものである。これら
主相および副相は、例えばRMz (Rは Y、La、Ce、Pr、N
d、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、TmおよびYbから
選ばれる少なくとも 1種の希土類元素を、 MはNi、Co、
CuおよびRuから選ばれる少なくとも 1種の金属元素を示
し、 zは 0.001〜 9.0の範囲の数を示す）で表される、
少なくとも 1種の希土類元素を含む金属間化合物（以
下、希土類元素系金属間化合物と記す）からなるもので
あって、異なる組成を有するものである。
【００１０】上記主相を構成する希土類元素系金属間化
合物は、適用する蓄冷器の種類や使用用途等に応じて選
択するものとし、例えば R3 M 、RM、RM2 等が例示され
る。また、副相を構成する希土類元素系金属間化合物
は、上記したような主相の作製時に副次的に形成される
ものであって、主相とは異なる組成を有するものであ
る。また、副相は単相である必要はなく、複数の組織か
ら構成されていてもよい。
合物は、適用する蓄冷器の種類や使用用途等に応じて選
択するものとし、例えば R3 M 、RM、RM2 等が例示され
る。また、副相を構成する希土類元素系金属間化合物
は、上記したような主相の作製時に副次的に形成される
ものであって、主相とは異なる組成を有するものであ
る。また、副相は単相である必要はなく、複数の組織か
ら構成されていてもよい。
【００１１】このような副相は、基本的には主相の粒界
部に存在し、主相粒子の微細化を促進すると共、主相粒
子間の結合材的な機能を有する。蓄冷材を構成する希土
類元素系金属間化合物の金属組織を、上記したような主
相と副相とからなる組織とすることによって、機械的強
度の向上を図ることができる。上記主相粒子の粒径は、
1〜 100μm 程度とすることが好ましい。
部に存在し、主相粒子の微細化を促進すると共、主相粒
子間の結合材的な機能を有する。蓄冷材を構成する希土
類元素系金属間化合物の金属組織を、上記したような主
相と副相とからなる組織とすることによって、機械的強
度の向上を図ることができる。上記主相粒子の粒径は、
1〜 100μm 程度とすることが好ましい。
【００１２】本発明の極低温用蓄冷材を構成する主相と
副相の割合は、面積が最も大きくなるようにして選んだ
断面における面積比で、副相が1%以上となるような割合
とすることが好ましい。副相の面積比が1%未満では、強
度向上効果が十分に得られない。副相のより好ましい面
積比は3%以上である。また、副相の極低温域における比
熱が主相に比べて小さい場合に、副相の面積比があまり
大きいと、極低温域における比熱特性が低下するおそれ
がある。従って、このような場合には、副相の面積比を
40%以下とすることが好ましく、より好ましくは 30%未
満である。
副相の割合は、面積が最も大きくなるようにして選んだ
断面における面積比で、副相が1%以上となるような割合
とすることが好ましい。副相の面積比が1%未満では、強
度向上効果が十分に得られない。副相のより好ましい面
積比は3%以上である。また、副相の極低温域における比
熱が主相に比べて小さい場合に、副相の面積比があまり
大きいと、極低温域における比熱特性が低下するおそれ
がある。従って、このような場合には、副相の面積比を
40%以下とすることが好ましく、より好ましくは 30%未
満である。
【００１３】ところで、副相も極低温域において、大き
な比熱を示す場合、すなわち比熱がピークを示す温度が
主相と異なる場合には、上記金属組織を有する蓄冷材
は、極低温域の比較的幅広い温度範囲で大きな比熱を示
すことになる。このような場合は、得ようとする比熱特
性に応じて、主相と副相の割合を設定すればよい。
な比熱を示す場合、すなわち比熱がピークを示す温度が
主相と異なる場合には、上記金属組織を有する蓄冷材
は、極低温域の比較的幅広い温度範囲で大きな比熱を示
すことになる。このような場合は、得ようとする比熱特
性に応じて、主相と副相の割合を設定すればよい。
【００１４】本発明の極低温用蓄冷器は、それに充填さ
れる極低温用蓄冷材の少なくとも一部として、上述した
ような金属組織を有す蓄冷材の粒体を用いたものであ
る。本発明の蓄冷器は、充填物質の全てを本発明の蓄冷
材粒体としてもよいし、また従来の蓄冷材との混合物と
して使用することも可能である。
れる極低温用蓄冷材の少なくとも一部として、上述した
ような金属組織を有す蓄冷材の粒体を用いたものであ
る。本発明の蓄冷器は、充填物質の全てを本発明の蓄冷
材粒体としてもよいし、また従来の蓄冷材との混合物と
して使用することも可能である。
【００１５】ここで、蓄冷材の粒体は、その形状が球状
に近く、かつその粒径が揃っているほど、ガスの流れを
円滑にすることができるため、全粒体の70重量% 以上を
短径に対する長径の比（アスペクト比）が 5以下である
蓄冷材粒子で構成し、かつ全粒体の70重量% 以上を粒径
が0.01〜 3.0mmの範囲の蓄冷材粒子で構成することが好
ましい。
に近く、かつその粒径が揃っているほど、ガスの流れを
円滑にすることができるため、全粒体の70重量% 以上を
短径に対する長径の比（アスペクト比）が 5以下である
蓄冷材粒子で構成し、かつ全粒体の70重量% 以上を粒径
が0.01〜 3.0mmの範囲の蓄冷材粒子で構成することが好
ましい。
【００１６】蓄冷材粒子のアスペクト比が 5を超える
と、空隙が均質となるように充填することが困難とな
る。よって、このような粒子が全粒体の30重量% を超え
ると、蓄冷性能の低下等を招くこととなる。より好まし
いアスペスクト比は 3以下、さらに好ましくは 2以下で
あり、できる限り真球に近いことが望ましい。また、ア
スペクト比が 5以下の粒子の全粒体中における比率は、
80重量% 以上とすることがより好ましく、さらに好まし
くは90重量％以上である。
と、空隙が均質となるように充填することが困難とな
る。よって、このような粒子が全粒体の30重量% を超え
ると、蓄冷性能の低下等を招くこととなる。より好まし
いアスペスクト比は 3以下、さらに好ましくは 2以下で
あり、できる限り真球に近いことが望ましい。また、ア
スペクト比が 5以下の粒子の全粒体中における比率は、
80重量% 以上とすることがより好ましく、さらに好まし
くは90重量％以上である。
【００１７】また、蓄冷材質粒子の粒径が0.01mm未満で
あると、充填密度が高くなりすぎ、ヘリウム等の作動媒
質の圧力損失が増大し、また粒径が 3.0mmを超えると、
蓄冷材と作動媒質間の伝熱面積が小さくなり、熱伝達効
率が低下する。よって、このような粒子が全粒体の30重
量% を超えると、蓄冷性能の低下等を招くこととなる。
より好ましい粒径は、 0.1〜 2mmの範囲である。粒径が
0.01〜 3.0mmの範囲の粒子の全粒体中における比率は、
80重量% 以上とすることがより好ましく、さらに好まし
くは90重量% 以上である。
あると、充填密度が高くなりすぎ、ヘリウム等の作動媒
質の圧力損失が増大し、また粒径が 3.0mmを超えると、
蓄冷材と作動媒質間の伝熱面積が小さくなり、熱伝達効
率が低下する。よって、このような粒子が全粒体の30重
量% を超えると、蓄冷性能の低下等を招くこととなる。
より好ましい粒径は、 0.1〜 2mmの範囲である。粒径が
0.01〜 3.0mmの範囲の粒子の全粒体中における比率は、
80重量% 以上とすることがより好ましく、さらに好まし
くは90重量% 以上である。
【００１８】上述したような蓄冷材粒子の製造方法は、
特に限定されるものではなく、種々の製造方法を適用す
ることができ、例えば希土類元素を含む所定の組成の溶
湯を、遠心噴霧法、ガスアトマイズ法、回転電極等によ
り急冷凝固させて粒体化する方法が適用できる。このよ
うな製造方法において、急冷雰囲気ガスの種類や溶湯温
度等の急冷条件を調整することで、様々な金属組織を実
現することができる。
特に限定されるものではなく、種々の製造方法を適用す
ることができ、例えば希土類元素を含む所定の組成の溶
湯を、遠心噴霧法、ガスアトマイズ法、回転電極等によ
り急冷凝固させて粒体化する方法が適用できる。このよ
うな製造方法において、急冷雰囲気ガスの種類や溶湯温
度等の急冷条件を調整することで、様々な金属組織を実
現することができる。
【００１９】そして、上記したような急冷凝固を適用し
た製造方法において、急冷速度を若干低下させる、例え
ば急冷雰囲気ガスとしてAr等の熱伝導率が低いガスを用
いることにより、微細な主相の粒界部に、主相と組成が
異なる副相が存在する金属組織が得られる。これによっ
て、機械的強度の向上を図った、希土類元素系金属間化
合物からなる蓄冷材粒体を得ることが可能となる。ここ
で、従来の蓄冷材粒子の製造方法においては、急冷雰囲
気ガスとして、熱伝導率の高いHe等が用いられてきた
が、このような場合には主相の粒界部に副相がほとんど
存在しない金属組織となる。
た製造方法において、急冷速度を若干低下させる、例え
ば急冷雰囲気ガスとしてAr等の熱伝導率が低いガスを用
いることにより、微細な主相の粒界部に、主相と組成が
異なる副相が存在する金属組織が得られる。これによっ
て、機械的強度の向上を図った、希土類元素系金属間化
合物からなる蓄冷材粒体を得ることが可能となる。ここ
で、従来の蓄冷材粒子の製造方法においては、急冷雰囲
気ガスとして、熱伝導率の高いHe等が用いられてきた
が、このような場合には主相の粒界部に副相がほとんど
存在しない金属組織となる。
【００２０】
【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。 実施例１ まず、高周波溶解によりEr3 Ni母合金を作製した。この
Er3 Ni母合金を約1100℃で溶融し、この溶湯をAr雰囲気
中で回転円板上に滴下して急冷凝固させた。得られた粒
体を形状分級ならびに篩分し、粒径 200〜 300μm の球
状粒体を得た。この球状粒体は、アスペクト比が 5以下
の粒子が、全粒体の99重量% 以上の割合で存在してい
た。
Er3 Ni母合金を約1100℃で溶融し、この溶湯をAr雰囲気
中で回転円板上に滴下して急冷凝固させた。得られた粒
体を形状分級ならびに篩分し、粒径 200〜 300μm の球
状粒体を得た。この球状粒体は、アスペクト比が 5以下
の粒子が、全粒体の99重量% 以上の割合で存在してい
た。
【００２１】この蓄冷材球状粒体の断面金属組織のＳＥ
Ｍ観察、ＥＰＭＡ分析、およびＸ線回折を行ったとこ
ろ、Er3 Niからなる主相の粒界部に、副相としてErNiが
存在することを確認した。上記蓄冷材粒子の外側の断面
金属組織の拡大写真（倍率1000倍）と、粒子中央部の断
面金属組織の拡大写真（倍率1000倍）とから、この実施
例による蓄冷材粒子は、均質的に主相と副相とから構成
されていることを確認した。また、ErNiからなる副相の
存在比率は、断面金属組織の面積比で 18%であった。
Ｍ観察、ＥＰＭＡ分析、およびＸ線回折を行ったとこ
ろ、Er3 Niからなる主相の粒界部に、副相としてErNiが
存在することを確認した。上記蓄冷材粒子の外側の断面
金属組織の拡大写真（倍率1000倍）と、粒子中央部の断
面金属組織の拡大写真（倍率1000倍）とから、この実施
例による蓄冷材粒子は、均質的に主相と副相とから構成
されていることを確認した。また、ErNiからなる副相の
存在比率は、断面金属組織の面積比で 18%であった。
【００２２】また、上記Er3 Ni主相とErNi副相とから構
成された蓄冷材球状粒体を、蓄冷容器に充填率 70%で充
填した後、ＧＭ冷凍機に組込み、冷凍試験を行った。そ
の結果、4.2Kにおける初期冷凍能力として 300mWが得ら
れ、また2000時間の連続運転の間、安定した冷凍能力が
得られた。 比較例１ He雰囲気中で急冷する以外は、上記実施例１と同様にし
て、Er3 Ni溶湯を急冷凝固させて球状粒体を得た。この
球状粒体の断面金属組織を、実施例１と同様にして観察
したところ、Er3 Ni主相の粒界部に、Er3 Ni以外の組成
の化合物は存在していなかった。
成された蓄冷材球状粒体を、蓄冷容器に充填率 70%で充
填した後、ＧＭ冷凍機に組込み、冷凍試験を行った。そ
の結果、4.2Kにおける初期冷凍能力として 300mWが得ら
れ、また2000時間の連続運転の間、安定した冷凍能力が
得られた。 比較例１ He雰囲気中で急冷する以外は、上記実施例１と同様にし
て、Er3 Ni溶湯を急冷凝固させて球状粒体を得た。この
球状粒体の断面金属組織を、実施例１と同様にして観察
したところ、Er3 Ni主相の粒界部に、Er3 Ni以外の組成
の化合物は存在していなかった。
【００２３】また、上記Er3 Ni球状粒体を、上記実施例
１と同様にして蓄冷容器に充填して冷凍試験を行った結
果、4.2Kにおける冷凍能力は、初期値として 300mWが得
られたが、2000時間の連続運転の後には 260mWに劣化し
た。 実施例２、３ 実施例１と同様に、表１に示す蓄冷材基本組成の溶湯を
約1100℃〜1300℃で急冷凝固させ、それぞれ蓄冷材球状
粒体を得た。これら蓄冷材球状粒体のＳＥＭ観察を行
い、副相の存在比率を断面金属組織の面積比で求めた。
その結果を表１に示す。なお、表１中の各比較例は、同
組成の溶湯を用いて、比較例１と同様にして作製した蓄
冷材球状粒体である。これら各比較例の蓄冷材球状粒体
についても、副相の存在比率をＳＥＭ観察から求めた。
１と同様にして蓄冷容器に充填して冷凍試験を行った結
果、4.2Kにおける冷凍能力は、初期値として 300mWが得
られたが、2000時間の連続運転の後には 260mWに劣化し
た。 実施例２、３ 実施例１と同様に、表１に示す蓄冷材基本組成の溶湯を
約1100℃〜1300℃で急冷凝固させ、それぞれ蓄冷材球状
粒体を得た。これら蓄冷材球状粒体のＳＥＭ観察を行
い、副相の存在比率を断面金属組織の面積比で求めた。
その結果を表１に示す。なお、表１中の各比較例は、同
組成の溶湯を用いて、比較例１と同様にして作製した蓄
冷材球状粒体である。これら各比較例の蓄冷材球状粒体
についても、副相の存在比率をＳＥＭ観察から求めた。
【００２４】また、上記各実施例および比較例の蓄冷材
球状粒体を、それぞれ蓄冷容器に充填率 70%で充填した
後、ＧＭ冷凍機に組込んで冷凍試験を行い、4.2Kにおけ
る初期冷凍能力とまた2000時間の連続運転後の冷凍能力
を測定した。これらの測定結果を併せて表１に示す。
球状粒体を、それぞれ蓄冷容器に充填率 70%で充填した
後、ＧＭ冷凍機に組込んで冷凍試験を行い、4.2Kにおけ
る初期冷凍能力とまた2000時間の連続運転後の冷凍能力
を測定した。これらの測定結果を併せて表１に示す。
【００２５】
【表１】 表１から明らかなように、本発明の主相と副相とで構成
された蓄冷材球状粒体を用いた蓄冷器は、いずれも優れ
た冷凍能力を長期間にわたって維持することができるこ
とが分かる。 実施例４〜９ 実施例１と同様に、表２に示す蓄冷材基本組成の溶湯を
約1100℃〜1300℃で急冷凝固させ、それぞれ蓄冷材球状
粒体を得た。これら蓄冷材球状粒体のＳＥＭ観察を行
い、副相の存在比率を断面金属組織の面積比で求めた。
その結果を表２に示す。なお、表２中の各比較例は、同
組成の溶湯を用いて、比較例１と同様にして作製した蓄
冷材球状粒体である。これら各比較例の蓄冷材球状粒体
についても、副相の存在比率をＳＥＭ観察から求めた。
された蓄冷材球状粒体を用いた蓄冷器は、いずれも優れ
た冷凍能力を長期間にわたって維持することができるこ
とが分かる。 実施例４〜９ 実施例１と同様に、表２に示す蓄冷材基本組成の溶湯を
約1100℃〜1300℃で急冷凝固させ、それぞれ蓄冷材球状
粒体を得た。これら蓄冷材球状粒体のＳＥＭ観察を行
い、副相の存在比率を断面金属組織の面積比で求めた。
その結果を表２に示す。なお、表２中の各比較例は、同
組成の溶湯を用いて、比較例１と同様にして作製した蓄
冷材球状粒体である。これら各比較例の蓄冷材球状粒体
についても、副相の存在比率をＳＥＭ観察から求めた。
【００２６】また、上記各実施例および比較例の蓄冷材
球状粒体を、それぞれ蓄冷容器に充填率 70%で充填した
後、ＧＭ冷凍機に組込んで冷凍試験を行い、 12Kにおけ
る初期冷凍能力とまた2000時間の連続運転後の冷凍能力
を測定した。これらの測定結果を併せて表２に示す。
球状粒体を、それぞれ蓄冷容器に充填率 70%で充填した
後、ＧＭ冷凍機に組込んで冷凍試験を行い、 12Kにおけ
る初期冷凍能力とまた2000時間の連続運転後の冷凍能力
を測定した。これらの測定結果を併せて表２に示す。
【００２７】
【表２】 実施例１０ 実施例１と同様に作製したEr3 Ni合金溶融を、圧力 500
TorrのAr雰囲気中で回転円板上に滴下して急冷凝固させ
た後、形状分級ならびに篩分して、粒径 200〜300μm
の球状粒体を得た。
TorrのAr雰囲気中で回転円板上に滴下して急冷凝固させ
た後、形状分級ならびに篩分して、粒径 200〜300μm
の球状粒体を得た。
【００２８】この蓄冷材球状粒体の断面金属組織のＳＥ
Ｍ観察、ＥＰＭＡ分析、およびＸ線回折を行ったとこ
ろ、Er3 Niからなる主相の粒界部に、副相としてErNiが
存在することを確認した。また、ErNiからなる副相の存
在比率は、断面金属組織の面積比で 42%であった。
Ｍ観察、ＥＰＭＡ分析、およびＸ線回折を行ったとこ
ろ、Er3 Niからなる主相の粒界部に、副相としてErNiが
存在することを確認した。また、ErNiからなる副相の存
在比率は、断面金属組織の面積比で 42%であった。
【００２９】なお、本発明による蓄冷材粒子の外側の断
面金属組織の拡大写真（倍率1000倍）と、粒子中央部の
断面金属組織の拡大写真（倍率1000倍）を、図１および
図２に示す。これらの図から明らかなように、本発明の
蓄冷材粒子は、均質的に主相と副相とから構成されてい
ることが分かる。
面金属組織の拡大写真（倍率1000倍）と、粒子中央部の
断面金属組織の拡大写真（倍率1000倍）を、図１および
図２に示す。これらの図から明らかなように、本発明の
蓄冷材粒子は、均質的に主相と副相とから構成されてい
ることが分かる。
【００３０】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、希
土類元素系金属間化合物からなる蓄冷材を、主相と組成
の異なる副相とで構成しているため、機械的強度の向上
を図った極低温用蓄冷材を提供することができる。よっ
て、このような蓄冷材を用いた極低温用蓄冷機は、優れ
た冷凍性能を長期間にわたって安定して維持することが
可能となる。
土類元素系金属間化合物からなる蓄冷材を、主相と組成
の異なる副相とで構成しているため、機械的強度の向上
を図った極低温用蓄冷材を提供することができる。よっ
て、このような蓄冷材を用いた極低温用蓄冷機は、優れ
た冷凍性能を長期間にわたって安定して維持することが
可能となる。
【図１】本発明の蓄冷材粒子の外側の断面金属組織の一
例を示す拡大写真である。
例を示す拡大写真である。
【図２】図１に示す蓄冷材粒子の中央部の断面金属組織
を示す拡大写真である。
を示す拡大写真である。
Claims (2)
- 【請求項１】 少なくとも 1種の希土類元素を含む金属
間化合物からなる主相と、少なくとも 1種の希土類元素
を含み、前記主相と組成の異なる金属間化合物からなる
副相とから構成されていることを特徴とする極低温用蓄
冷材。 - 【請求項２】 極低温用蓄冷材が充填された蓄冷器にお
いて、 前記極低温用蓄冷材の少なくとも一部として、請求項１
記載の極低温用蓄冷材の粒体を用いたことを特徴とする
極低温用蓄冷器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5047549A JPH06240241A (ja) | 1993-02-12 | 1993-02-12 | 極低温用蓄冷材およびそれを用いた極低温用蓄冷器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5047549A JPH06240241A (ja) | 1993-02-12 | 1993-02-12 | 極低温用蓄冷材およびそれを用いた極低温用蓄冷器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06240241A true JPH06240241A (ja) | 1994-08-30 |
Family
ID=12778243
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5047549A Withdrawn JPH06240241A (ja) | 1993-02-12 | 1993-02-12 | 極低温用蓄冷材およびそれを用いた極低温用蓄冷器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06240241A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006002148A (ja) * | 2005-05-23 | 2006-01-05 | Toshiba Corp | 極低温用蓄冷材、極低温用蓄冷材の製造方法、極低温用蓄冷器の製造方法 |
| CN1312706C (zh) * | 2004-07-21 | 2007-04-25 | 华南理工大学 | 一种稀土－铁基室温磁制冷材料及其制备方法 |
| KR100859347B1 (ko) * | 2001-06-18 | 2008-09-19 | 고노시마 가가쿠고교 가부시키가이샤 | 희토류 산황화물 축냉재 및 축냉기 |
| JP2008275312A (ja) * | 2008-06-16 | 2008-11-13 | Toshiba Corp | 冷凍機 |
| WO2018124256A1 (ja) * | 2016-12-28 | 2018-07-05 | 株式会社三徳 | 希土類蓄冷材並びにこれを備えた蓄冷器及び冷凍機 |
| JP2018173268A (ja) * | 2012-10-09 | 2018-11-08 | 株式会社東芝 | コールドヘッドの製造方法 |
| WO2025197880A1 (ja) * | 2024-03-21 | 2025-09-25 | 株式会社 東芝 | 蓄冷材粒子、蓄冷材粒子群、蓄冷器、冷凍機、クライオポンプ、超電導磁石、核磁気共鳴イメージング装置、核磁気共鳴装置、磁界印加式単結晶引上げ装置、及び、ヘリウム再凝縮装置 |
-
1993
- 1993-02-12 JP JP5047549A patent/JPH06240241A/ja not_active Withdrawn
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JP6377880B1 (ja) * | 2016-12-28 | 2018-08-22 | 株式会社三徳 | 希土類蓄冷材並びにこれを備えた蓄冷器及び冷凍機 |
| CN110168043A (zh) * | 2016-12-28 | 2019-08-23 | 株式会社三德 | 稀土蓄冷材料以及具有其的蓄冷器和制冷机 |
| WO2025197880A1 (ja) * | 2024-03-21 | 2025-09-25 | 株式会社 東芝 | 蓄冷材粒子、蓄冷材粒子群、蓄冷器、冷凍機、クライオポンプ、超電導磁石、核磁気共鳴イメージング装置、核磁気共鳴装置、磁界印加式単結晶引上げ装置、及び、ヘリウム再凝縮装置 |
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