[go: up one dir, main page]

JP2002249763A - Cold storage material, method for producing the same, and refrigerator using the cold storage material - Google Patents

Cold storage material, method for producing the same, and refrigerator using the cold storage material

Info

Publication number
JP2002249763A
JP2002249763A JP2001195413A JP2001195413A JP2002249763A JP 2002249763 A JP2002249763 A JP 2002249763A JP 2001195413 A JP2001195413 A JP 2001195413A JP 2001195413 A JP2001195413 A JP 2001195413A JP 2002249763 A JP2002249763 A JP 2002249763A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
regenerator
particles
magnetic particles
cold storage
storage material
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2001195413A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP5010071B2 (en
Inventor
Masami Okamura
正巳 岡村
Tomohisa Arai
智久 新井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP2001195413A priority Critical patent/JP5010071B2/en
Publication of JP2002249763A publication Critical patent/JP2002249763A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5010071B2 publication Critical patent/JP5010071B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F1/00Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
    • H01F1/01Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
    • H01F1/012Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials adapted for magnetic entropy change by magnetocaloric effect, e.g. used as magnetic refrigerating material
    • H01F1/017Compounds

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Compounds Of Iron (AREA)
  • Silicon Compounds (AREA)
  • Compounds Of Alkaline-Earth Elements, Aluminum Or Rare-Earth Metals (AREA)
  • Hard Magnetic Materials (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】高強度を有し、微粉化するおそれが少なく耐熱
衝撃性および耐久性に優れ、低温度域において顕著な冷
凍能力を発揮できる蓄冷材,その製造方法およびその蓄
冷材を使用した蓄冷式冷凍機等を提供する。 【解決手段】酸化物を主体とする多数の磁性粒子から成
り、この磁性粒子を構成する結晶粒の等価円直径の平均
値が0.3〜20μmであることを特徴とする蓄冷材で
ある。また、等価円直径が50μm以上である結晶粒の
面積割合が10%以下であることが好ましい。
(57) [Summary] A regenerator material having high strength, less risk of pulverization, excellent thermal shock resistance and durability, and capable of exhibiting remarkable refrigeration ability in a low temperature range, a method for producing the same, and a regenerator thereof Provide a regenerative refrigerator using materials. A regenerator material comprising a large number of magnetic particles mainly composed of an oxide, wherein the average value of equivalent circular diameters of crystal grains constituting the magnetic particles is 0.3 to 20 μm. The area ratio of crystal grains having an equivalent circular diameter of 50 μm or more is preferably 10% or less.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は蓄冷材,その製造方
法およびその蓄冷材を用いた冷凍機等に係り、特に微粉
化するおそれが少なく機械的強度および耐久性に優れ、
低温度域において顕著な冷凍能力を発揮できる蓄冷材,
その製造方法およびその蓄冷材を使用した冷凍機等に関
する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a regenerator material, a method for producing the regenerator material, and a refrigerator using the regenerator material.
Cold storage material that can demonstrate remarkable refrigeration capacity in low temperature range,
The present invention relates to a manufacturing method thereof, a refrigerator using the cold storage material, and the like.

【0002】[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。かかる小型冷凍機は、軽
量・小型で熱効率の高いことが要求されており、種々の
応用分野において実用化が進められている。
2. Description of the Related Art In recent years, the development of superconducting technology has been remarkable, and the development of a small-sized and high-performance refrigerator has become indispensable as its application field has expanded. Such small refrigerators are required to be lightweight, small and have high thermal efficiency, and are being put to practical use in various application fields.

【0003】例えば、超電導MRI装置やクライオポン
プなどにおいては、ギフォード・マクマホン(GM)方
式やスターリング方式やパルスチューブ冷凍機などの冷
凍サイクルによる冷凍機が用いられている。また、磁気
浮上列車にも超電導磁石を用いて磁力を発生させるため
に高性能な冷凍機が必須とされている。さらに、最近で
は、超電導電力貯蔵装置(SMES)、および高品質の
シリコンウェハーなどを製造する磁場中単結晶引き上げ
装置などにおいても高性能な冷凍機が用いられている。
さらに高い信頼性が期待されているパルスチューブ冷凍
機の開発・実用化も積極的に進められている。
For example, in superconducting MRI apparatuses and cryopumps, refrigerators using a refrigerating cycle such as a Gifford McMahon (GM) system, a Stirling system, and a pulse tube refrigerator are used. Also, a high-performance refrigerator is required for a magnetic levitation train to generate magnetic force using a superconducting magnet. Further, recently, a high-performance refrigerator has been used also in a superconducting power storage device (SMES) and a single crystal pulling device in a magnetic field for producing high quality silicon wafers and the like.
The development and commercialization of pulse tube refrigerators, which are expected to have higher reliability, are also being actively pursued.

【0004】このような冷凍機においては、蓄冷材が充
填された蓄冷器内を、圧縮されたHeガスなどの作動媒
質が一方向に流れて、その熱エネルギーを蓄冷材に供給
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取る。こうした過程での復熱効
果が良好になるに伴い、作動媒質サイクルでの熱効率が
向上し、より低い温度を実現することが可能となる。
[0004] In such a refrigerator, a working medium such as a compressed He gas flows in one direction in a regenerator filled with a regenerator material, and the heat energy is supplied to the regenerator material. The expanded working medium flows in the opposite direction and receives thermal energy from the cold storage material. As the recuperation effect in such a process becomes better, the thermal efficiency in the working medium cycle is improved, and a lower temperature can be realized.

【0005】上述したような冷凍機に使われる蓄冷材と
しては、従来、CuやPbなど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に
機能せず、冷凍機での作動に際して極低温下で1サイク
ル毎に蓄冷材に充分な熱エネルギーを貯蔵することがで
きず、かつ作動媒質が蓄冷材から充分な熱エネルギーを
受け取ることができなくなる。その結果、前記蓄冷材を
充填した蓄冷器を組み込んだ冷凍機では極低温に到達さ
せることができない問題があった。
Conventionally, Cu, Pb, and the like have been mainly used as a cold storage material used in the above-described refrigerator.
However, since such a regenerator material has a remarkably small specific heat at an extremely low temperature of 20 K or less, the recuperation effect described above does not sufficiently function. And the working medium cannot receive sufficient heat energy from the cold storage material. As a result, there is a problem that a refrigerator incorporating a regenerator filled with the regenerator material cannot reach extremely low temperatures.

【0006】そこで、最近では前記蓄冷器の極低温での
復熱特性を向上し、より絶対零度に近い冷凍温度を実現
するために、特に20K以下の極低温域において体積比
熱の極大値を有し、かつその値が大きなErNi,E
rNi,HoCuなどのように希土類元素と遷移金属
元素とから成る金属間化合物を主体とした磁性蓄冷材が
使用されている。このような磁性蓄冷材をGM冷凍機に
用いることにより、4Kでの冷凍が実現されている。
Therefore, recently, in order to improve the recuperation characteristics of the regenerator at a very low temperature and to realize a refrigerating temperature closer to absolute zero, a maximum value of the volume specific heat is required especially in a very low temperature region of 20 K or less. Er 3 Ni, E having a large value
Magnetic regenerative materials mainly composed of an intermetallic compound composed of a rare earth element and a transition metal element such as rNi and HoCu 2 are used. By using such a magnetic cold storage material in a GM refrigerator, refrigeration at 4K is realized.

【0007】上記のような冷凍機を各種冷却システムに
現実に応用することが検討されるに伴って、より大規模
な冷却対象物を安定に冷却する必要性から、冷凍機に
は、より一層の冷凍能力の向上が求められている。
[0007] With the study of applying such a refrigerator to various cooling systems in practice, the necessity of stably cooling a large-scale object to be cooled has been increasing. There is a demand for improved refrigeration capacity.

【0008】このような技術的要請に対応するために、
従来一般的に用いられてきた金属系磁性蓄冷材の一部
を、希土類元素を含有するGdAlOなどの酸化物系
磁性蓄冷材に置換することにより、蓄冷材全体の比熱特
性を制御して冷凍能力を向上させる試みもなされてい
る。
In order to respond to such technical requirements,
By replacing a part of the conventionally used metal magnetic regenerator material with an oxide magnetic regenerative material such as GdAlO 3 containing a rare earth element, the specific heat characteristics of the entire regenerative material are controlled to achieve refrigeration. Attempts have been made to improve their abilities.

【0009】上記のような磁性蓄冷材は、冷媒としての
Heガスの流れを円滑にし、Heガスとの熱交換効率を
高め、かつ、その効率を安定に維持するために、通常は
直径が0.1〜0.5mm程度と粒径が揃った球状粒子
に加工して用いられている。特に磁性蓄冷材(粒子状蓄
冷物質)が希土類元素を含む金属間化合物である場合に
は、遠心噴霧法などを用いた加工法によって球状に加工
されている。
The magnetic regenerator material described above usually has a diameter of 0 in order to smooth the flow of He gas as a refrigerant, increase the efficiency of heat exchange with He gas, and maintain the efficiency stably. It is used after being processed into spherical particles having a uniform particle size of about 0.1 to 0.5 mm. In particular, when the magnetic cold storage material (particulate cold storage material) is an intermetallic compound containing a rare earth element, it is processed into a spherical shape by a processing method using a centrifugal spray method or the like.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記酸
化物系磁性蓄冷材においては、酸化物の融点が高いため
に、従来の金属系磁性蓄冷材のように遠心噴霧法によっ
て球状に加工することが不可能である。そこで酸化物系
蓄冷材では、微細な原料粉を適当な大きさに造粒した後
に焼結する方法により球形に近い形状に加工されてい
る。
However, since the oxide magnetic regenerator material has a high melting point, the oxide magnetic regenerator material may be processed into a spherical shape by a centrifugal spray method like a conventional metal magnetic regenerator material. Impossible. Therefore, the oxide regenerative material is processed into a nearly spherical shape by a method in which fine raw material powder is granulated to an appropriate size and then sintered.

【0011】また、スターリング冷凍機やパルスチュー
ブ冷凍機などのように高速運転を行う冷凍機において
は、球状の磁性蓄冷粒子を充填した蓄冷器での圧力損失
が大きくなり、十分な冷凍能力が実現できない問題点が
あった。またGM冷凍機などにおいては、冷凍機の運転
中に作用する高圧ヘリウムガスの圧力振動や各種応力や
衝撃力によって磁性体粒子が損傷したり微粉化して冷媒
ガスの通気抵抗を高め、熱交換効率が急激に低下するな
どの不具合が発生し易い難点があった。
In a refrigerator operating at a high speed such as a Stirling refrigerator or a pulse tube refrigerator, the pressure loss in the regenerator filled with spherical magnetic regenerator particles becomes large, and sufficient refrigerating capacity is realized. There was a problem that could not be done. In the case of GM refrigerators and the like, the magnetic particles are damaged or pulverized by the pressure vibration of the high-pressure helium gas or various stresses or impact forces acting during the operation of the refrigerator, thereby increasing the flow resistance of the refrigerant gas, thereby increasing the heat exchange efficiency. However, there was a problem that troubles such as abrupt decrease were easily generated.

【0012】特に、GM冷凍機の場合には、さらにディ
スプレーサ(冷媒圧縮用ピストン)の往復運動による応
力が蓄冷材に作用し、影響が大きい。また、冷凍機の始
動時には、室温付近から4K付近の極低温温度まで短時
間に温度が降下するため、大きな熱衝撃が蓄冷材に作用
する。
In particular, in the case of a GM refrigerator, the stress caused by the reciprocating motion of the displacer (refrigerant compression piston) acts on the cold storage material, which has a great influence. In addition, when the refrigerator is started, the temperature falls from a room temperature to an extremely low temperature around 4K in a short time, so that a large thermal shock acts on the cold storage material.

【0013】ところが、一般に酸化物は極端な脆性を示
し、機械的強度が十分ではなく、また熱衝撃にも弱いた
め、冷凍機の運転中に酸化物系蓄冷材が破壊したり、蓄
冷材表面の一部が剥離したりして、微粉を発生させる。
この微粉は冷凍機のシール部を損傷するため、結果とし
て冷凍機の能力を著しく低下させる問題点がある。
However, in general, oxides exhibit extreme brittleness, lack sufficient mechanical strength, and are also weak against thermal shock. Therefore, during operation of the refrigerator, the oxide-based cold storage material may break down, or the surface of the cold storage material may be damaged. Part of the material is peeled off to generate fine powder.
Since the fine powder damages the seal portion of the refrigerator, there is a problem that the performance of the refrigerator is significantly reduced as a result.

【0014】そこで酸化物系蓄冷材の機械的強度を改善
するために、蓄冷材粒子の結晶組織を微細にすることも
試行されている。しかしながら、結晶組織が微細になる
と、熱抵抗となる結晶粒界が多くなり、蓄冷材の熱伝導
性が損われる。そして熱伝導性が低下すると、冷凍サイ
クルにおける蓄冷材と冷媒ガスとしてのHeガスとの熱
交換が不十分となり、蓄冷材粒子の内部まで蓄冷機能が
十分に発揮されないため、冷凍効率が低下してしまう問
題点があった。
Therefore, in order to improve the mechanical strength of the oxide-based regenerator, attempts have been made to make the crystal structure of the regenerator particles fine. However, when the crystal structure becomes fine, the number of crystal grain boundaries serving as thermal resistance increases, and the thermal conductivity of the cold storage material is impaired. When the heat conductivity decreases, the heat exchange between the cold storage material and the He gas as the refrigerant gas in the refrigeration cycle becomes insufficient, and the cold storage function is not sufficiently exhibited to the inside of the cold storage material particles. There was a problem.

【0015】また、特に前記のように微細な酸化物原料
粉を造粒した後に焼結する方法により製造された酸化物
系蓄冷材においては、原料成分が溶解しているわけでは
ないため、完全に緻密な蓄冷材粒子にすることは困難で
ある。すなわち、粒子表面に微小な亀裂を生じた粒子,
段差などにより表面が粗い粒子、および内部に微小な空
隙が形成された粒子などが数多く製造される。そのた
め、冷凍機運転中に作用する圧力振動や各種応力によっ
て亀裂や段差や空隙などの欠陥部から破壊や微粉化を生
じ易くなり、発生した微粉は冷凍機のシール部などの構
成部品を損傷したり、冷凍能力を著しく低下させる問題
点もあった。
In particular, in the case of the oxide-based regenerator produced by the method of granulating and sintering fine oxide raw material powder as described above, the raw material components are not completely dissolved, It is difficult to make the cold storage material particles dense. In other words, particles with micro cracks on the particle surface,
Many particles having a rough surface due to a step or the like and particles having minute voids formed therein are manufactured. For this reason, pressure vibrations and various stresses acting during the operation of the refrigerator can easily cause breakage and pulverization from defects such as cracks, steps, and voids, and the generated fine powder damages components such as seals of the refrigerator. And the refrigerating capacity is significantly reduced.

【0016】本発明は上記問題点を解決するためになさ
れたものであり、特に高強度を有し、微粉化するおそれ
が少なく耐熱衝撃性および耐久性に優れ、低温度域にお
いて顕著な冷凍能力を発揮できる蓄冷材およびその蓄冷
材を使用した蓄冷式冷凍機等を提供することを目的とす
る。
The present invention has been made in order to solve the above problems, and in particular, has a high strength, is less likely to be pulverized, has excellent thermal shock resistance and durability, and has a remarkable refrigeration capacity in a low temperature range. It is an object of the present invention to provide a cold storage material capable of exhibiting the above-mentioned characteristics and a cold storage refrigerator using the cold storage material.

【0017】[0017]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明に係る蓄冷材は、酸化物を主体とする多数の
磁性粒子から成り、この磁性粒子を構成する結晶粒の等
価円直径の平均値が0.3〜20μmであることを特徴
とする。
In order to achieve the above object, a regenerator material according to the present invention comprises a large number of magnetic particles mainly composed of an oxide, and has an equivalent circular diameter of crystal grains constituting the magnetic particles. The average value is 0.3 to 20 μm.

【0018】また、上記蓄冷材において、磁性粒子を構
成する全結晶粒に対して、等価円直径が50μm以上で
ある結晶粒の面積割合が10%以下であることが好まし
い。
In the regenerative material, the area ratio of crystal grains having an equivalent circular diameter of 50 μm or more to all crystal grains constituting the magnetic particles is preferably 10% or less.

【0019】さらに上記蓄冷材において、前記磁性粒子
が焼結体から成り、その焼結密度が86〜99.8%で
あることが好ましい。また、前記磁性粒子が、その構成
元素とは異なるY,Mg,Al,Caおよび希土類元素
の少なくとも1種を酸化物換算で0.5〜15重量%含
有することが好ましい。
Further, in the regenerative material, it is preferable that the magnetic particles are made of a sintered body and have a sintered density of 86 to 99.8%. The magnetic particles preferably contain at least one of Y, Mg, Al, Ca and a rare earth element different from the constituent elements in an amount of 0.5 to 15% by weight in terms of oxide.

【0020】さらに上記蓄冷材において、上記磁性粒子
表面に長さ10μm以上の亀裂が2個以上存在している
磁性粒子の全磁性粒子に対する割合が20%以下である
ことが好ましい。
Further, in the cold storage material, the ratio of the magnetic particles having two or more cracks having a length of 10 μm or more on the surface of the magnetic particles to the total magnetic particles is preferably 20% or less.

【0021】また、上記蓄冷材において、上記磁性粒子
の表面粗さの最大高さが10μm以上である磁性粒子の
全磁性粒子に対する割合が30%以下であることが好ま
しい。
In the cold storage material, the ratio of the magnetic particles having a maximum surface roughness of the magnetic particles of 10 μm or more to all the magnetic particles is preferably 30% or less.

【0022】さらに、上記蓄冷材において、磁性粒子内
部に最大幅が20μm以上の空隙が存在している磁性粒
子の全磁性粒子に対する割合が40%以下であることが
好ましい。
Further, in the cold storage material, the ratio of the magnetic particles having voids having a maximum width of 20 μm or more inside the magnetic particles to all the magnetic particles is preferably 40% or less.

【0023】また、上記蓄冷材において、上記磁性粒子
がシリコン,ナトリウムおよび鉄を合計で3ppm〜2
重量%含有するように規制することが好ましい。
In the regenerator material, the magnetic particles may contain silicon, sodium and iron in a total amount of 3 ppm to 2 ppm.
It is preferred that the content be regulated so as to be contained by weight.

【0024】さらに上記蓄冷材において、磁性粒子が、
一般式:Gd1−x1−y (式中、Rは
Ce,Pr,Nd,Sm,Tb,Dy,HoおよびEr
から選択される少なくとも1種の希土類元素を示し、A
はTi,V,Cr,Mn,Fe,Co,Ni,Cu,Z
n,Ga,Ge,Al,Siから選択される元素を示
し、x=0かつy=0の場合には少なくとも2種の元素
が選択される一方、x≠0またはy≠0の場合には少な
くとも1種の元素が選択され、BはZr,Nb,Mo,
Ag,In,Sn,Sb,Hf,Ta,W,Au,Bi
から選択される少なくとも1種の元素を示し、xは原子
比で0≦x≦0.4、yは原子比で0≦y≦0.4を満
足する。)で表わされる酸化物磁性粒子から成ることが
好ましい。
Further, in the above cold storage material, the magnetic particles may be:
General formula: Gd1-xRxA1-yB yO3(Where R is
Ce, Pr, Nd, Sm, Tb, Dy, Ho and Er
At least one rare earth element selected from
Is Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Z
Indicates an element selected from n, Ga, Ge, Al, and Si
And when x = 0 and y = 0, at least two elements
Is selected, while if x ≠ 0 or y ≠ 0,
At least one element is selected, and B is Zr, Nb, Mo,
Ag, In, Sn, Sb, Hf, Ta, W, Au, Bi
Represents at least one element selected from the group consisting of:
0 ≦ x ≦ 0.4 in the ratio and y ≦ 0 ≦ y ≦ 0.4 in the atomic ratio
Add. ) May be composed of oxide magnetic particles represented by
preferable.

【0025】また、上記蓄冷材において、磁性粒子が、
4.0〜5.0Kの温度域での比熱が0.3J/Kcm
以上である特性、4.5〜5.5Kの温度域での比熱
が0.35J/Kcm以上である特性および5.5〜
6.0Kの温度域での比熱が0.4J/Kcm以上で
ある特性の少なくとも1つの特性を有する酸化物磁性粒
子から成ることが好ましい。
Further, in the cold storage material, the magnetic particles may be:
Specific heat in the temperature range of 4.0 to 5.0K is 0.3 J / Kcm
3 or more, a specific heat in a temperature range of 4.5 to 5.5 K of 0.35 J / Kcm 3 or more, and 5.5 or more.
It is preferable that the magnetic particles are made of oxide magnetic particles having at least one property of specific heat in a temperature range of 6.0 K of 0.4 J / Kcm 3 or more.

【0026】本発明に係る蓄冷材の製造方法は、酸化物
粉末を造粒して造粒粒子を形成し、得られた造粒粒子を
加圧処理することにより、球状の緻密化粒子を調製し、
得られた緻密化粒子を焼結処理することにより多数の磁
性粒子から成る蓄冷材を調製することを特徴とする。
In the method for producing a cold storage material according to the present invention, the oxide powder is granulated to form granulated particles, and the obtained granulated particles are subjected to pressure treatment to prepare spherical densified particles. And
It is characterized in that a regenerator material comprising a large number of magnetic particles is prepared by sintering the obtained densified particles.

【0027】上記造粒法による製造方法において、造粒
粒子の加圧処理は冷間静水圧(CIP)加圧処理である
ことが好ましく、また前記焼結処理が熱間静水圧(HI
P)加圧処理であることが好ましい。また、前記酸化物
粉末に対してバインダを5〜30重量%添加して造粒す
ることが好ましい。
[0027] In the above-mentioned production method by the granulation method, the pressurizing treatment of the granulated particles is preferably a cold isostatic pressure (CIP) pressurizing process, and the sintering process is performed by a hot isostatic pressure (HI).
P) It is preferable to be a pressure treatment. Further, it is preferable to granulate by adding 5 to 30% by weight of a binder to the oxide powder.

【0028】また本発明に係る蓄冷材の他の製造方法
は、酸化物粉末を、熱プラズマ中を通過せしめて溶融さ
せ、溶融液の表面張力により球状化した状態で凝固させ
ることにより、多数の磁性粒子から成る蓄冷材を調製す
ることを特徴とする。
In another method for producing a regenerative material according to the present invention, a large number of oxide powders are melted by passing them through a thermal plasma and solidified in a spherical state by the surface tension of the melt. It is characterized in that a regenerator made of magnetic particles is prepared.

【0029】また、上記熱プラズマ法による蓄冷材の製
造方法において、熱プラズマ中を通過させることにより
球状化した磁性粒子を、さらに500℃以上の温度で熱
処理することが好ましい。さらに、熱処理温度が120
0〜1700℃であることが望ましい。
In the method for producing a regenerator material by the above-mentioned thermal plasma method, it is preferable that the magnetic particles which have been made spherical by passing through thermal plasma are further heat-treated at a temperature of 500 ° C. or more. Further, when the heat treatment temperature is 120
Desirably, the temperature is 0 to 1700 ° C.

【0030】また、本発明に係る冷凍機は、蓄冷器の上
流高温側から冷媒ガスを流して上記冷媒ガスと蓄冷器に
充填した蓄冷材との熱交換によって蓄冷器の下流側に
て、より低温度を得る冷凍機において、上記蓄冷器に充
填された蓄冷材の少なくとも一部が上記本発明の蓄冷材
であることを特徴とする。
In the refrigerator according to the present invention, the refrigerant gas flows from the high temperature side upstream of the regenerator and heat exchange between the refrigerant gas and the regenerator material filled in the regenerator causes a more downstream side of the regenerator. In a refrigerator for obtaining a low temperature, at least a part of the cold storage material filled in the cool storage device is the cold storage material of the present invention.

【0031】また、上記蓄冷器の高温側に、従来の非酸
化物系蓄冷材を充填する一方、蓄冷器の低温側に本発明
に係る酸化物系蓄冷材を充填することにより、蓄冷器に
おける比熱分布を好適に調整することが可能になる。上
記非酸化物系蓄冷材としては、特に限定されるものでは
なく、Pb,HoCu,ErNiなどが使用でき
る。
The high-temperature side of the regenerator is filled with a conventional non-oxide regenerative material, while the low-temperature side of the regenerator is filled with the oxide regenerative material of the present invention. It is possible to suitably adjust the specific heat distribution. The non-oxide regenerative material is not particularly limited, and Pb, HoCu 2 , Er 3 Ni, or the like can be used.

【0032】さらに、本発明に係るMRI(Magne
tic Resonance Imaging)装置、
磁気浮上列車用超電導磁石、クライオポンプおよび磁界
印加式単結晶引上げ装置は、いずれも上記した本発明に
係る冷凍機を具備することを特徴としている。
Further, the MRI (Magne) according to the present invention
tic Resonance Imaging) device,
A superconducting magnet for a maglev train, a cryopump, and a magnetic field application type single crystal pulling apparatus are all provided with the refrigerator according to the present invention described above.

【0033】本発明に係る蓄冷材は、20K以下の極低
温領域において比熱ピークを有する酸化物を主体とする
多数の磁性粒子から構成される。この磁性粒子を構成す
る酸化物としては、例えば下記一般式(1),(2),
(3),(4)で示す組成物が好適に使用できる。
The regenerator material according to the present invention is composed of a large number of magnetic particles mainly composed of an oxide having a specific heat peak in an extremely low temperature region of 20 K or less. The oxides constituting the magnetic particles include, for example, the following general formulas (1), (2),
The compositions shown in (3) and (4) can be suitably used.

【0034】 すなわち、一般式:RMO ……(1) (但し、Rは、Y,La,Ce,Pr,Nd,Pm,S
m,Eu,Gd,Tb,Dy,Ho,Er,Tmおよび
Ybから選択される少なくとも1種の希土類元素であ
り、Mは3B族元素から選択される少なくとも1種の元
素である。)で表わされるペロブスカイト系酸化物; 一般式:AB ……(2) (但し、Aは、2B族元素から選択される少なくとも1
種の元素であり、Bは少なくともCrを含む遷移金属元
素である。)で表わされるスピネル系酸化物;および 一般式:CD ……(3) (但し、CはMnおよびNiから選択される少なくとも
1種の元素であり、DはNbおよびTaから選択される
少なくとも1種の元素である。)で表わされる酸化物な
どが好適に用いられる。上記酸化物のうち、GdAlO
は約3.9Kの低温度域で極めて急峻で大きな比熱ピ
ークを有するため、好ましいものとされていたが、4K
以上の高温度側での比熱は小さい難点があった。そのた
め、大きな比熱ピークを有する割には、4.2Kでの冷
凍能力の向上は不十分であった。
That is, the general formula: RMO 3 (1) (where R is Y, La, Ce, Pr, Nd, Pm, S
At least one rare earth element selected from m, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, and Yb, and M is at least one element selected from Group 3B elements. General formula: AB 2 O 4 (2) (where A is at least one selected from Group 2B elements)
B is a transition metal element containing at least Cr. And a general formula: CD 2 O 6 (3) (where C is at least one element selected from Mn and Ni, and D is selected from Nb and Ta) An oxide represented by the following formula: is preferably used. Of the above oxides, GdAlO
No. 3 was preferred because it had a very steep and large specific heat peak in a low temperature range of about 3.9K.
The specific heat on the high temperature side described above has a disadvantage. Therefore, the improvement of the refrigerating capacity at 4.2 K was insufficient for a large specific heat peak.

【0035】そこで本発明では、従来のGdAlO
る組成を有する蓄冷材と比較して、より高温側で高い比
熱ピークを有する蓄冷材として下記一般式(4)に示す
組成を有する蓄冷材を提案している。
Therefore, in the present invention, a regenerator material having a composition represented by the following general formula (4) is proposed as a regenerator material having a higher specific heat peak on a higher temperature side than a conventional regenerator material having a composition of GdAlO 3. are doing.

【0036】 すなわち、一般式:Gd1−x1−y……(4) (式中、RはCe,Pr,Nd,Sm,Tb,Dy,H
oおよびErから選択される少なくとも1種の希土類元
素を示し、AはTi,V,Cr,Mn,Fe,Co,N
i,Cu,Zn,Ga,Ge,Al,Siから選択され
る元素を示し、x=0かつy=0の場合には少なくとも
2種の元素が選択される一方、x≠0またはy≠0の場
合には少なくとも1種の元素が選択され、BはZr,N
b,Mo,Ag,In,Sn,Sb,Hf,Ta,W,
Au,Biから選択される少なくとも1種の元素を示
し、xは原子比で0≦x≦0.4、yは原子比で0≦y
≦0.4を満足する。)で表わされる酸化物磁性粒子か
ら成る蓄冷材を使用することが好ましい。
That is, a general formula: Gd 1−x R x A 1−y By y O 3 (4) (where R is Ce, Pr, Nd, Sm, Tb, Dy, H
o represents at least one rare earth element selected from o and Er, and A represents Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, N
i represents an element selected from Cu, Zn, Ga, Ge, Al, and Si. When x = 0 and y = 0, at least two elements are selected, while x ≠ 0 or y ≠ 0 , At least one element is selected, and B is Zr, N
b, Mo, Ag, In, Sn, Sb, Hf, Ta, W,
X represents at least one element selected from Au and Bi, x represents an atomic ratio of 0 ≦ x ≦ 0.4, and y represents an atomic ratio of 0 ≦ y.
Satisfies ≦ 0.4. ) Is preferably used.

【0037】また、本発明に係る蓄冷材において、磁性
粒子が、4.0〜5.0Kの温度域での比熱が0.3J
/Kcm以上である特性、4.5〜5.5Kの温度域
での比熱が0.35J/Kcm以上である特性および
5.5〜6.0Kの温度域での比熱が0.4J/Kcm
以上である特性の少なくとも1つの特性を有する酸化
物磁性粒子から成ることが好ましい。
In the cold storage material according to the present invention, the magnetic particles have a specific heat of 0.3 J in a temperature range of 4.0 to 5.0K.
/ Kcm 3 or more, specific heat in a temperature range of 4.5 to 5.5 K of 0.35 J / Kcm 3 or more, and specific heat in a temperature range of 5.5 to 6.0 K of 0.4 J / Kcm
It is preferable that the oxide magnetic particles have at least one of three or more characteristics.

【0038】本発明者らが種々の比熱特性を有する蓄冷
材を冷凍機に充填して冷凍試験を実施した結果、4Kに
おける冷凍能力を向上させるためには、特に上記した3
温度域における比熱特性の少なくともひとつを満足する
ことが好ましいことが判明している。上記の内の2つの
比熱特性を満足することが好ましいが、さらに全ての比
熱特性を満足することが、より好ましい。
The present inventors conducted a refrigerating test by filling a refrigerating material having various specific heat characteristics into a refrigerator. As a result, in order to improve the refrigerating capacity at 4K, it was necessary to use the above-mentioned method.
It has been found that it is preferable to satisfy at least one of the specific heat characteristics in the temperature range. It is preferable to satisfy the above two specific heat characteristics, but it is more preferable to satisfy all the specific heat characteristics.

【0039】 前記一般式:Gd1−x1−y ……(4) において、x=0かつy=0のときの一般式はGdAO
で表わされるが、このGdAOについてA成分が単
一の元素のみである場合には、一般的に極低温域に比熱
ピークを有する磁性粒子が得られる一方、前記のように
4〜6Kの温度域においては大きな比熱ピークを示すこ
とが少ない。そのため、x=0かつy=0の場合には、
A成分として少なくとも2種の元素が選択される。一
方、Gdの一部を他の希土類元素で置換するか、あるい
はA成分の一部を他の元素で置換することにより、比熱
特性を調整し、高性能な蓄冷材としている。
In the general formula: Gd 1-x R x A 1-y By y O 3 (4), when x = 0 and y = 0, the general formula is GdAO
In the case where the A component is only a single element with respect to GdAO 3 , magnetic particles having a specific heat peak in an extremely low temperature range are generally obtained, while the GdAO 3 has a specific heat peak of 4 to 6K as described above. It rarely shows a large specific heat peak in the temperature range. Therefore, when x = 0 and y = 0,
At least two elements are selected as the A component. On the other hand, by replacing a part of Gd with another rare earth element or a part of the A component with another element, the specific heat characteristics are adjusted and a high-performance cold storage material is obtained.

【0040】また、上記一般式:Gd1−x
1−yにおいて、R成分はCe,Pr,Nd,
Sm,Tb,Dy,HoおよびErから選択される少な
くとも1種の希土類元素であり、急峻な比熱ピークをブ
ロードしたり、ピーク温度位置を制御するために有効な
成分であり、Gdの一部を置換するように添加される。
R成分の置換量を示す添加比率xが0.4を超えると比
熱が小さくなる。上記R成分のうち、Tb,Dy,H
o,Erが好ましく、さらにはTb,Dyがさらに好ま
しい。
The above general formula: Gd 1-x R x A
In 1-y B y O 3, R component is Ce, Pr, Nd,
At least one rare earth element selected from Sm, Tb, Dy, Ho and Er, is a component effective for broadening a steep specific heat peak and controlling a peak temperature position, and a part of Gd. It is added to replace.
When the addition ratio x indicating the replacement amount of the R component exceeds 0.4, the specific heat decreases. Of the above R components, Tb, Dy, H
o and Er are preferable, and Tb and Dy are more preferable.

【0041】また、A成分はTi,V,Cr,Mn,F
e,Co,Ni,Cu,Zn,Ga,Ge,Al,Si
から選択される元素を示し、比熱ピークを制御する効果
を有する。そして、x=0かつy=0の場合には少なく
とも2種の元素が選択される一方、x≠0またはy≠0
の場合には少なくとも1種の元素が選択されるため、G
dAO系におけるGdまたはA成分の一部が必ず他の
元素で置換されることになる。上記A成分元素として
は、Ti,V,Cr,Mn,Fe,Co,Ni,Ga,
Alが好ましく、さらにはCr,Mn,Fe,Co,N
i,Ga,Alがより好ましい。
A component is Ti, V, Cr, Mn, F
e, Co, Ni, Cu, Zn, Ga, Ge, Al, Si
And has the effect of controlling the specific heat peak. When x = 0 and y = 0, at least two elements are selected, while x ≠ 0 or y ≠ 0
Since at least one element is selected in the case of
Part of the Gd or A component in the dAO 3 system is necessarily replaced by another element. As the A component element, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Ga,
Al is preferable, and Cr, Mn, Fe, Co, N
i, Ga, Al are more preferred.

【0042】さらに、B成分は上記A成分の一部を置換
することにより、(Gd1−x)原子間の距離を調
整するなどの作用により比熱特性を改善する元素であ
る。B成分はZr,Nb,Mo,Ag,In,Sn,S
b,Hf,Ta,W,Au,Biから選択される少なく
とも1種の元素を示す。このB成分元素としては、Z
r,Nb,Mo,Sn,Ta,Wが好ましく、さらには
Ta,Wがより好ましい。このB成分の添加量を示す比
率yが0.4を超えるとペロブスカイト構造を維持する
ことが困難になり、磁性粒子から成る蓄冷材の比熱特性
が低下してしまう。
Further, the component B is an element which improves specific heat characteristics by substituting a part of the above-mentioned component A to adjust the distance between (Gd 1-x R x ) atoms. The B component is Zr, Nb, Mo, Ag, In, Sn, S
b, at least one element selected from Hf, Ta, W, Au, and Bi. As the B component element, Z
r, Nb, Mo, Sn, Ta, W are preferred, and Ta, W is more preferred. If the ratio y indicating the added amount of the B component exceeds 0.4, it becomes difficult to maintain the perovskite structure, and the specific heat characteristics of the cold storage material composed of magnetic particles deteriorate.

【0043】また前記一般式:Gd1−x1−y
における酸素の原子比については、原子の欠陥
などにより、化学量論比である3からずれる場合があ
る。しかしながら、酸素の原子比が2.5〜3.5の範
囲内であれば、比熱特性に大きな影響を与えることはな
い。
The above general formula: Gd 1-x R x A 1-y
The atomic ratio of oxygen in the B y O 3, and the like defects of atoms, which may deviate from the 3 is a stoichiometric ratio. However, if the atomic ratio of oxygen is in the range of 2.5 to 3.5, the specific heat characteristics are not significantly affected.

【0044】本発明に係る蓄冷材を構成する磁性粒子の
結晶粒の等価円直径の平均値は0.3〜20μmの範囲
とされる。ここで図16に示すように、上記結晶粒の等
価円直径Dは、磁性粒子の表面組織または断面組織を観
察した場合に結晶粒2の露出面積または断面積に等しい
面積Aを有する正円の直径Dとして定義される。平均値
は任意の結晶粒100個の等価円直径の平均とする。
The average value of the equivalent circular diameter of the crystal grains of the magnetic particles constituting the cold storage material according to the present invention is in the range of 0.3 to 20 μm. Here, as shown in FIG. 16, the equivalent circular diameter D of the crystal grains is a circle having an area A equal to the exposed area or the cross-sectional area of the crystal grains 2 when observing the surface structure or the cross-sectional structure of the magnetic particles. Defined as diameter D. The average value is the average of the equivalent circular diameters of 100 arbitrary crystal grains.

【0045】なお、本発明の蓄冷材は酸化物を主体とし
た磁性粒子から構成されているため、磁性粒子の断面組
織を観察するために、磁性粒子を研磨すると、粒界相が
研磨剤で潰されてしまうため、結晶粒の境界が不鮮明に
なり、結晶粒の等価円直径の測定が困難になる場合があ
る。その場合においても、磁性粒子の表面組織に表われ
た結晶粒の大きさを測定することが可能である。
Since the regenerator material of the present invention is composed of magnetic particles mainly composed of an oxide, when the magnetic particles are polished to observe the cross-sectional structure of the magnetic particles, the grain boundary phase becomes an abrasive. Since the crystal grains are crushed, the boundaries of the crystal grains become unclear, and it may be difficult to measure the equivalent circular diameter of the crystal grains. Even in that case, it is possible to measure the size of the crystal grains appearing in the surface structure of the magnetic particles.

【0046】そして、上記結晶粒の等価円直径の平均値
が0.3μm未満の場合には、熱抵抗となる結晶粒界が
多くなり、粒子の熱伝導性が損われるため好ましくな
い。一方、結晶粒の等価円直径の平均値が20μmを超
えると、粒子の機械的強度が不十分となる。したがっ
て、結晶粒の等価円直径の平均値は0.3〜20μmの
範囲とされるが、0.5〜10μmの範囲がより好まし
く、さらには1〜7μmの範囲がより好ましい。
When the average value of the equivalent circular diameters of the crystal grains is less than 0.3 μm, the number of crystal grain boundaries serving as thermal resistance increases, and the thermal conductivity of the grains is undesirably deteriorated. On the other hand, when the average value of the equivalent circular diameter of the crystal grains exceeds 20 μm, the mechanical strength of the particles becomes insufficient. Therefore, the average value of the equivalent circular diameter of the crystal grains is in the range of 0.3 to 20 μm, more preferably in the range of 0.5 to 10 μm, and even more preferably in the range of 1 to 7 μm.

【0047】また、本発明に係る蓄冷材において、等価
円直径が50μm以下である結晶粒の面積割合は10%
以下とすることが好ましい。この面積割合が10%を超
えると、冷凍機の始動時に発生する急激な温度降下に伴
う熱衝撃により、磁性粒子に亀裂が発生して粒子が破壊
し易くなる。この現象は以下のような理由によって生起
するものと推測される。すなわち、50μmを超える等
価円直径を有する大きな結晶粒の急激な収縮を、結晶組
織全体で吸収して緩和しきれず、亀裂が発生し易くなる
ためと考えられる。
In the cold storage material according to the present invention, the area ratio of crystal grains having an equivalent circular diameter of 50 μm or less is 10%.
It is preferable to set the following. If the area ratio exceeds 10%, the magnetic particles are easily cracked due to cracks due to thermal shock accompanying a rapid temperature drop that occurs when the refrigerator is started. This phenomenon is presumed to occur for the following reasons. That is, it is considered that abrupt shrinkage of large crystal grains having an equivalent circular diameter exceeding 50 μm cannot be absorbed and reduced in the entire crystal structure, and cracks are easily generated.

【0048】等価円直径が50μm以上である結晶粒の
面積率のより好ましい範囲は5%以下であり、さらに好
ましくは1%以下である。また、等価円直径が40μm
以上である結晶粒の面積割合が10%以下である方がよ
り好ましく、さらには等価円直径が30μm以上である
結晶粒の面積割合が10%以下であることが好ましい。
A more preferable range of the area ratio of the crystal grains having an equivalent circular diameter of 50 μm or more is 5% or less, more preferably 1% or less. The equivalent circular diameter is 40 μm
It is more preferable that the area ratio of the crystal grains described above is 10% or less, and it is further preferable that the area ratio of the crystal grains having an equivalent circular diameter of 30 μm or more be 10% or less.

【0049】上記結晶粒の大きさは、原料成形体の焼結
温度,焼結時間,昇温速度,焼結後の冷却速度,不純物
含有量などの各種の製造条件を制御することにより調整
できる。しかしながら、これらの製造条件は複雑に相互
に影響し合う上に、焼結炉などの装置に固有の因子など
も影響するため、製造条件を単純に規定することは困難
である。
The size of the crystal grains can be adjusted by controlling various manufacturing conditions such as the sintering temperature, sintering time, heating rate, cooling rate after sintering, and impurity content of the raw material compact. . However, these manufacturing conditions affect each other in a complicated manner, and also influence factors specific to a device such as a sintering furnace. Therefore, it is difficult to simply define the manufacturing conditions.

【0050】しかしながら、一般的には、焼結温度を高
く、また焼結時間を長くすると、結晶粒は大きくなる傾
向がある。同様に、焼結時の昇温速度および焼結後の冷
却速度をともに小さくするほど、結晶粒は成長し粗大化
する。また不純物は結晶の核を発生する一要因となるも
のであり、不純物含有量が少ないほど結晶粒は大きくな
り易い。
However, in general, when the sintering temperature is increased and the sintering time is extended, the crystal grains tend to become large. Similarly, as the rate of temperature rise during sintering and the rate of cooling after sintering are both reduced, the crystal grains grow and become coarse. In addition, impurities are one factor for generating crystal nuclei, and the smaller the impurity content, the larger the crystal grains are likely to be.

【0051】上記のような蓄冷材の結晶粒径の測定およ
び評価は、粒子の表面組織または結晶組織断面を走査型
電子顕微鏡(SEM)などで観察して得た組織図を画像
処理することにより実施できる。
The crystal grain size of the regenerator material is measured and evaluated by observing the surface structure or the crystal structure cross-section of the particles with a scanning electron microscope (SEM) or the like, and processing the structure diagram by image processing. Can be implemented.

【0052】本発明に係る蓄冷材が造粒粉の焼結体から
成る磁性粒子で構成される場合において、磁性粒子の焼
結密度(相対密度)は86〜99.8%の範囲とするこ
とが好ましい。上記焼結密度が86%未満の場合には磁
性粒子の機械的強度が不十分となるとともに、蓄冷器へ
の充填量が低下するために好ましくない。一方、上記焼
結密度が99.8%を超えると、冷凍機の始動時の急激
な温度降下による熱衝撃によって粒子に亀裂が発生し易
くなり好ましくない。より好ましい焼結密度は95〜9
9.8%であり、さらに好ましくは、98〜99.8%
である。一方、蓄冷材が熱プラズマ法によって形成され
た磁性粒子である場合には、磁性粒子の密度は99〜1
00%に達する。
When the regenerator material according to the present invention is composed of magnetic particles made of a sintered body of granulated powder, the sintered density (relative density) of the magnetic particles should be in the range of 86 to 99.8%. Is preferred. If the sintering density is less than 86%, the mechanical strength of the magnetic particles becomes insufficient, and the filling amount in the regenerator is not preferable. On the other hand, if the sintering density exceeds 99.8%, cracks tend to occur in the particles due to thermal shock due to a rapid temperature drop at the start of the refrigerator, which is not preferable. More preferred sintering density is 95-9
9.8%, more preferably 98 to 99.8%
It is. On the other hand, when the regenerator material is magnetic particles formed by the thermal plasma method, the density of the magnetic particles is 99 to 1
Reaches 00%.

【0053】上記蓄冷材を構成する磁性粒子が、その構
成元素とは異なるY,Mg,Al,Caおよび希土類元
素の少なくとも1種を酸化物換算で0.5〜15重量%
含有することが好ましい。
The magnetic particles constituting the regenerator material contain at least one of Y, Mg, Al, Ca and a rare earth element different from the constituent elements in an amount of 0.5 to 15% by weight in terms of oxide.
It is preferred to contain.

【0054】磁性粒子を構成する主相の酸化物は、40
K以下の極低温領域において特異的な比熱ピークを有
し、蓄冷材としての機能を受け持っている。主相の構成
元素とは異なるY,Mg,Al,Caおよび希土類元素
の少なくとも1種が酸化物換算で0.5〜15重量%含
有されることにより、上記酸化物の焼結体を、より緻密
化できる。各磁性粒子を緻密化することにより、機械的
強度が高く、熱衝撃性が優れた複合酸化物から成る磁性
蓄冷材が実現できる。
The oxide of the main phase constituting the magnetic particles is 40%.
It has a specific specific heat peak in an extremely low temperature region of K or less, and has a function as a cold storage material. By containing at least one of Y, Mg, Al, Ca and rare earth elements different from the constituent elements of the main phase in an amount of 0.5 to 15% by weight in terms of oxide, the sintered body of the oxide can be more Can be densified. By densifying each magnetic particle, a magnetic regenerator material composed of a composite oxide having high mechanical strength and excellent thermal shock resistance can be realized.

【0055】上記磁性粒子の主相の構成元素と異なる
Y,Mg,Al,Caおよび希土類元素の少なくとも1
種を含む添加成分は、酸化物の状態で添加されるのが一
般的であるが、酸化物には限定されず、炭化物や窒化物
などの化合物として添加してもよい。上記添加成分のう
ち、特にY,Ce,Mg,Caが緻密化効果を得るため
に好ましい。
At least one of Y, Mg, Al, Ca and a rare earth element different from the constituent elements of the main phase of the magnetic particles.
The additional component containing the seed is generally added in the form of an oxide, but is not limited to an oxide, and may be added as a compound such as a carbide or a nitride. Among the above-mentioned additional components, Y, Ce, Mg, and Ca are particularly preferable for obtaining the densification effect.

【0056】上記Yなどの添加成分の添加量が、酸化物
換算で0.5重量%未満では、焼結体を緻密化する効果
が少ない。一方、添加量が15重量%を超えると、磁性
粒子を構成する主相の比率が相対的に低下し蓄冷効果が
損われる。したがって添加量は0.5〜15%重量とさ
れるが、より好ましい範囲は、酸化物換算で1〜10重
量%の範囲である。さらに好ましくは2〜7重量%の範
囲である。
When the amount of the additional component such as Y is less than 0.5% by weight in terms of oxide, the effect of densifying the sintered body is small. On the other hand, when the addition amount exceeds 15% by weight, the ratio of the main phase constituting the magnetic particles relatively decreases, and the cool storage effect is impaired. Therefore, the addition amount is 0.5 to 15% by weight, and a more preferable range is 1 to 10% by weight in terms of oxide. More preferably, it is in the range of 2 to 7% by weight.

【0057】また、酸化物を主体とする多数の磁性粒子
から成る本発明の蓄冷材において、上記磁性粒子表面に
長さ10μm以上の亀裂が2個以上存在している磁性粒
子の全磁性粒子に対する割合は20%以下とすることが
好ましい。
Further, in the regenerator material of the present invention comprising a large number of magnetic particles mainly composed of an oxide, the magnetic particles having two or more cracks having a length of 10 μm or more on the surface of the magnetic particles may be used for all the magnetic particles. The ratio is preferably set to 20% or less.

【0058】蓄冷材を構成する磁性粒子表面に複数の亀
裂が存在すると、冷凍機運転中に作用する振動や衝撃力
によって亀裂が進展し易く、粒子が破壊する可能性が高
くなる。具体的には、磁性粒子表面に長さが10μm以
上の亀裂が2個以上存在する磁性粒子の存在比率(個数
比)が20%を超えると、粒子の破壊割合が増加する。
その結果、発生した微粉が冷凍機のシール部等を損傷せ
しめ、冷凍機の性能を著しく低下させる。
If a plurality of cracks are present on the surface of the magnetic particles constituting the regenerator material, the cracks are likely to develop due to the vibration or impact force acting during the operation of the refrigerator, and the possibility of breaking the particles increases. Specifically, when the presence ratio (number ratio) of the magnetic particles having two or more cracks having a length of 10 μm or more on the surface of the magnetic particles exceeds 20%, the breaking ratio of the particles increases.
As a result, the generated fine powder damages the seal portion and the like of the refrigerator and significantly lowers the performance of the refrigerator.

【0059】したがって長さが10μm以上の亀裂が2
個以上存在する粒子の存在比率は20%以下とすること
が好ましいが、より好ましくは10%以下であり、さら
に好ましくは5%以下が望ましい。また測定対象とする
亀裂は、長さ5μm以上の亀裂とすることがより好まし
く、さらには長さ3μm以上の亀裂を測定対象とするこ
とが望ましい。
Therefore, two cracks having a length of 10 μm or more
The abundance ratio of the particles present is preferably 20% or less, more preferably 10% or less, and further preferably 5% or less. The crack to be measured is more preferably a crack having a length of 5 μm or more, and more preferably a crack having a length of 3 μm or more.

【0060】また、酸化物を主体とする多数の磁性粒子
から成る蓄冷材であり、上記磁性粒子の表面粗さの最大
高さが10μm以上である磁性粒子の全磁性粒子に対す
る割合は30%以下と規定することが好ましい。
A regenerator material composed of a large number of magnetic particles mainly composed of an oxide, wherein the ratio of the magnetic particles having a maximum surface roughness of 10 μm or more to all the magnetic particles is 30% or less. It is preferable to define

【0061】磁性粒子の表面粗さが大きい場合には、突
起や段差が形成された部分で応力集中が起き易く、その
応力集中部を起点として粒子が破壊してしまう。その現
象を防止するため、表面粗さの程度を示す最大高さが1
0μm以上である磁性粒子の割合は30%以下とされ
る。上記最大高さが10μm以上である粒子割合が20
%以下であることが好ましく、さらには10%以下であ
ることがより望ましい。また評価対象とする表面粗さの
最大高さは5μm以上とすることが好ましく、さらには
3μm以上とすることがより望ましい。なお上記表面粗
さは、電子顕微鏡などの観察手段によって表面組織を撮
影し、得られた表面組織の断面曲線から、日本工業規格
(JIS−B0601)に準拠して測定することができ
る。
If the surface roughness of the magnetic particles is large, stress concentration tends to occur at the portions where the protrusions and steps are formed, and the particles are broken starting from the stress concentration portions. To prevent this phenomenon, the maximum height indicating the degree of surface roughness is 1
The ratio of the magnetic particles having a size of 0 μm or more is 30% or less. The ratio of particles having the maximum height of 10 μm or more is 20
%, More preferably 10% or less. The maximum height of the surface roughness to be evaluated is preferably 5 μm or more, and more preferably 3 μm or more. The surface roughness can be measured in accordance with Japanese Industrial Standards (JIS-B0601) from a cross-sectional curve of the obtained surface texture by photographing the surface texture with an observation means such as an electron microscope.

【0062】さらに、酸化物を主体とする多数の磁性粒
子から成る本発明の蓄冷材において、上記磁性粒子内部
に最大幅が20μm以上の空隙が存在している磁性粒子
の全磁性粒子に対する割合は40%以下と規定すること
が好ましい。
Further, in the cold storage material of the present invention comprising a large number of magnetic particles mainly composed of an oxide, the ratio of the magnetic particles having voids having a maximum width of 20 μm or more inside the magnetic particles to the total magnetic particles is as follows. It is preferable to set it as 40% or less.

【0063】なお、上記空隙の最大幅は、磁性粒子の断
面に表われた空隙の断面形状を囲む最小面積の四角形の
短辺の長さとして測定される。
The maximum width of the gap is measured as the length of the short side of the square having the minimum area surrounding the cross-sectional shape of the gap shown in the cross section of the magnetic particles.

【0064】磁性粒子の内部に空隙が形成された場合に
おいても、粒子の機械的強度が低下し、冷凍機運転中に
粒子が破壊し易くなる。そのため粒子内部に最大幅が2
0μm以上の空隙が存在する粒子の割合は40%以下と
することが好ましいが、30%以下がより好ましく、2
0%以下がさらに望ましい。また、測定対象とする空隙
の幅は5μm以上とすることが好ましく、さらには3μ
m以上とすることが、より好ましい。
Even when voids are formed inside the magnetic particles, the mechanical strength of the particles decreases, and the particles are easily broken during operation of the refrigerator. Therefore, the maximum width inside the particle is 2
The ratio of particles having voids of 0 μm or more is preferably 40% or less, more preferably 30% or less, and 2% or less.
0% or less is more desirable. The width of the void to be measured is preferably 5 μm or more, more preferably 3 μm.
m or more is more preferable.

【0065】以上のような亀裂、表面粗さの最大高さお
よび空隙などの欠陥を有する粒子の比率を測定する方法
は特に限定されるものではないが、例えば以下のような
方法で測定できる。すなわち、多数の磁性粒子から成る
蓄冷材から、無作為に抽出した20個以上の磁性粒子に
ついて、電子顕微鏡などの観測手段を用いて、亀裂,最
大高さ,空隙などの欠陥状況を観察し、欠陥を有する粒
子割合を算出する方法が採用できる。ここで、欠陥を有
する粒子比率をより高精度にするために、観察対象とす
る粒子数は50個以上であることが好ましく、さらに1
00個以上であることが、より望ましい。
The method for measuring the ratio of particles having defects such as cracks, surface roughness, and voids as described above is not particularly limited, but can be measured, for example, by the following method. In other words, observation of defects such as cracks, maximum height, voids, etc., using observation means such as an electron microscope, was performed on 20 or more magnetic particles randomly extracted from a cold storage material composed of many magnetic particles, A method of calculating the percentage of particles having defects can be employed. Here, in order to make the ratio of particles having defects higher, the number of particles to be observed is preferably 50 or more.
More preferably, the number is 00 or more.

【0066】ここで上記亀裂を観察する場合には、各粒
子の片側表面のみを観察すれば足りる。すなわち、ある
視野で粒子群を観察したときに、各粒子の影となる反対
側の表面は考慮する必要はない。一方、磁性粒子の表面
粗さや内部欠陥を測定する場合には、対象となる磁性粒
子を樹脂などの基材に埋め込んだ後に、基材表面を研磨
して粒子断面を露出させて顕微鏡で観察する方法が好適
である。この場合、磁性粒子の平均直径の80〜120
%に相当する直径を有する粒子断面を測定対象とする。
When observing the cracks, it is sufficient to observe only one surface of each particle. That is, when observing the particle group in a certain visual field, it is not necessary to consider the surface on the opposite side that becomes the shadow of each particle. On the other hand, when measuring the surface roughness or internal defects of magnetic particles, after embedding the target magnetic particles in a substrate such as a resin, the substrate surface is polished to expose the particle cross section and observed with a microscope. The method is preferred. In this case, the average diameter of the magnetic particles is 80 to 120.
% Is set as the object to be measured.

【0067】また、酸化物を主体とする多数の磁性粒子
から成る本発明の蓄冷材において、上記磁性粒子がシリ
コン,ナトリウムおよび鉄を合計で3ppm〜2質量%
含有するように構成することも好ましい。
Further, in the cold storage material of the present invention comprising a large number of magnetic particles mainly composed of an oxide, the magnetic particles contain silicon, sodium and iron in a total amount of 3 ppm to 2% by mass.
It is also preferable to configure to contain.

【0068】本願発明者は、焼結体に含まれる微量の粒
界析出物が焼結体の強度に大きな影響を及ぼすことに着
目した。さらに鋭意研究を重ねた結果、けい素(S
i),ナトリウム(Na)および鉄(Fe)の酸化物な
どの化合物が粒界に多量に析出したときに、焼結体の強
度が低下してしまうという知見を得た。すなわち。S
i,Na,Feの合計含有量が2質量%を超えると、蓄
冷材としての強度が低下してしまうという知見を得た。
The inventor of the present application has noticed that a minute amount of grain boundary precipitates contained in the sintered body greatly affects the strength of the sintered body. As a result of further studies, silicon (S
It has been found that when compounds such as i), oxides of sodium (Na) and iron (Fe) are precipitated in large amounts at grain boundaries, the strength of the sintered body is reduced. That is. S
It has been found that when the total content of i, Na, and Fe exceeds 2% by mass, the strength as a cold storage material is reduced.

【0069】一方、Si,Na,Feの合計含有量が3
ppm未満になると、結晶成長を抑制する析出物が極端
に減少し、結晶粒が粗大化する。そして結晶粒が粗大化
すると磁性粒子の機械的強度が低下するとともに、熱衝
撃特性も劣化する。
On the other hand, when the total content of Si, Na and Fe is 3
If the amount is less than ppm, the amount of precipitate that suppresses crystal growth is extremely reduced, and the crystal grains become coarse. When the crystal grains become coarse, the mechanical strength of the magnetic particles decreases, and the thermal shock characteristics also deteriorate.

【0070】したがって、Si,Na,Feの合計含有
量は3ppm〜2質量%の範囲に規定することが好まし
いが、10ppm〜1質量%の範囲が好ましく、さらに
は50〜5000ppmの範囲がさらに望ましい。但
し、前記(4)式に示す一般式において、A成分として
SiおよびFeの少なくとも1種が選択された場合に
は、その元素量を除いた合計含有量とする。
Therefore, the total content of Si, Na and Fe is preferably specified in the range of 3 ppm to 2% by mass, more preferably in the range of 10 ppm to 1% by mass, and further preferably in the range of 50 to 5000 ppm. . However, when at least one of Si and Fe is selected as the A component in the general formula shown in the above formula (4), the total content excluding the amounts of the elements is used.

【0071】本発明に係る蓄冷材の製造方法は、特に限
定されるものではないが、例えば原料粉末をボールミル
などを用いて混合して原料混合体を調製し、得られた原
料混合体を転動造粒法,攪拌造粒法,押し出し法,噴霧
法(スプレー法)またはプレス成形法などにより球状に
成形(造粒)した後に、得られた球状成形体を焼結する
ことにより製造できる。
The method for producing a cold storage material according to the present invention is not particularly limited. For example, raw material powders are mixed using a ball mill or the like to prepare a raw material mixture, and the obtained raw material mixture is rolled. It can be manufactured by forming a spherical body (granulation) by a dynamic granulation method, a stirring granulation method, an extrusion method, a spray method (spray method), a press molding method or the like, and then sintering the obtained spherical molded body.

【0072】上記製造方法で使用される原料粉末は、
0.3〜30μmの粒径を有する粉末であることが望ま
しい。より好ましい粒径範囲は0.4〜10μmであ
り、さらには0.5〜8μmの粒径範囲がさらに好まし
い。
The raw material powder used in the above production method is as follows:
Desirably, the powder has a particle size of 0.3 to 30 μm. A more preferred particle size range is 0.4 to 10 μm, and a still more preferred particle size range is 0.5 to 8 μm.

【0073】なお、前記転動造粒法,攪拌造粒法,押し
出し法,噴霧法(スプレー法)などの各種造粒法で成形
された粒子は、成形密度が低く、そのまま焼結した場合
に良好な焼結体になり難い場合がある。
The particles formed by various granulation methods such as the above-mentioned tumbling granulation method, stirring granulation method, extrusion method, and spraying method (spray method) have low molding densities. In some cases, it is difficult to obtain a good sintered body.

【0074】そこで本願発明では次のような製造方法を
も採用する。
Therefore, the present invention employs the following manufacturing method.

【0075】すなわち、酸化物粉末を造粒して造粒粒子
を形成し、得られた造粒粒子を冷間静水圧(CIP)加
圧処理することにより、球状の緻密化粒子を調製し、得
られた緻密化粒子を焼結処理することにより多数の磁性
粒子から成る蓄冷材を調製するような蓄冷材の製造方法
を採用することもできる。
That is, the oxide powder is granulated to form granulated particles, and the obtained granulated particles are subjected to cold isostatic pressure (CIP) pressure treatment to prepare spherical densified particles. It is also possible to adopt a method of manufacturing a regenerator material in which the obtained densified particles are sintered to prepare a regenerator material composed of a large number of magnetic particles.

【0076】上記製造方法において、焼結処理として熱
間静水圧(HIP)加圧処理を実施してもよい。すなわ
ち、造粒した粒子に冷間静水圧加圧(CIP)処理また
は熱間静水圧加圧(HIP)処理を実施することによ
り、成形体の密度をさらに向上させることができる。さ
らに、この高密度成形体を焼結することにより、高密度
で割れや空隙が少ない磁性粒子が効果的に得られる。
In the above manufacturing method, a hot isostatic pressure (HIP) pressurizing process may be performed as the sintering process. That is, by performing cold isostatic pressing (CIP) or hot isostatic pressing (HIP) on the granulated particles, the density of the molded body can be further improved. Further, by sintering the high-density compact, magnetic particles having high density and few cracks and voids can be effectively obtained.

【0077】また、上記製造方法において、酸化物粉末
に対してバインダを5〜30重量%添加して造粒するこ
とにより、成形密度をより高めることが可能である。
Further, in the above-mentioned production method, by adding 5 to 30% by weight of a binder to the oxide powder and granulating, it is possible to further increase the molding density.

【0078】上記バインダーとしては、水、エチルアル
コール、カルボキシルメチルセルロース、ヒドロキシプ
ロピルセルロース、ポリビニルアルコール、ポリビニル
ブチラール、ポリエチレングリコール、ポリアクリル酸
エステルなどが好適に使用できる。
As the above binder, water, ethyl alcohol, carboxymethyl cellulose, hydroxypropyl cellulose, polyvinyl alcohol, polyvinyl butyral, polyethylene glycol, polyacrylate and the like can be suitably used.

【0079】酸化物原料粉末に対するバインダーの添加
量が5重量%未満と過少な場合には、粉末同士を高強度
で結合して密度を高める効果が不十分となる。一方、添
加量が30重量%を超えるように過量になると、成形体
における酸化物粉末の比率が過度に低くなり、成形密度
が低下してしまう。そのため、バインダーの添加量は5
〜30重量%の範囲に規定される。
If the amount of the binder added to the oxide raw material powder is too small, less than 5% by weight, the effect of increasing the density by bonding the powders with high strength becomes insufficient. On the other hand, if the addition amount exceeds 30% by weight, the ratio of the oxide powder in the molded body becomes excessively low, and the molding density decreases. Therefore, the amount of binder added is 5
It is specified in the range of 3030% by weight.

【0080】添加されたバインダーは、造粒後に成形体
の脱脂処理により除去され、さらに脱脂成形体を焼結す
ることにより、本願発明に係る蓄冷材が調製される。
The added binder is removed by a degreasing treatment of the formed body after granulation, and the degreased formed body is sintered to prepare the regenerator material according to the present invention.

【0081】球状の磁性粒子を調製する方法として、前
記のように原料粉末を転動造粒法などにより球状に造粒
した後に焼結する方法の他に、次のような熱プラズマを
利用して球状化する方法も採用できる。
As a method of preparing the spherical magnetic particles, in addition to the method of sintering the raw material powder into a sphere by a rolling granulation method as described above and then sintering, the following thermal plasma is used. Alternatively, a method of spheroidization may be adopted.

【0082】すなわち、所定組成の酸化物粒子を、造粒
した後に熱プラズマ中を通過せしめて溶融させ、溶融液
の表面張力により球状化した状態で凝固させることによ
り、多数の磁性粒子から成る蓄冷材を調製するような蓄
冷材の製造方法も採用できる。
That is, the oxide particles having a predetermined composition are granulated and then passed through a thermal plasma to be melted and solidified in a spheroidized state by the surface tension of the molten liquid, whereby a regenerative storage comprising a large number of magnetic particles is formed. A method for producing a cold storage material such as preparing a material can also be employed.

【0083】また、前記酸化物粒子の造粒方法は、特に
限定されるものではなく、例えば、転動式,押出し式,
噴霧(スプレー)式などの各種造粒法が用いられる。原
料粉としては、平均粒径が0.3〜30μmの粉末が好
適である。より好ましい原料粉の平均粒径は0.5〜2
0μmであり、さらに1〜10μmの範囲がより望まし
い。
The method for granulating the oxide particles is not particularly limited. For example, a rolling method, an extrusion method,
Various granulation methods such as a spray method are used. As the raw material powder, a powder having an average particle diameter of 0.3 to 30 μm is suitable. More preferable average particle size of the raw material powder is 0.5 to 2
0 μm, and more preferably 1 to 10 μm.

【0084】ここで、熱プラズマとは高温気体が放電し
た状態を意味し、数MHzから数GHzの高周波電磁波
または直流電流による気体の放電により発生させること
ができる。
Here, the thermal plasma means a state in which a high-temperature gas is discharged, and can be generated by discharging a gas by a high-frequency electromagnetic wave of several MHz to several GHz or a direct current.

【0085】図3は熱プラズマ装置の構成を示す。この
熱プラズマ装置80は、反応容器81と、高周波発信器
82と、コイル83と、プラズマ発生部外囲筒86と、
反応容器81の頂部にて発生したプラズマフレーム85
に対向して開口する粉体供給口86と、粉体供給器87
に貯留された反応容器81に搬送するキャリアガス供給
ボンベ88と、プラズマ発生用ガス源89と、生成した
粒子を分離するサイクロン90と、反応容器81を冷却
する冷却ガス源91とを備えて構成される。
FIG. 3 shows the configuration of the thermal plasma apparatus. The thermal plasma device 80 includes a reaction vessel 81, a high-frequency oscillator 82, a coil 83, a plasma generating unit outer cylinder 86,
Plasma frame 85 generated at the top of reaction vessel 81
Powder supply port 86 opening opposite to
A carrier gas supply cylinder 88 for transporting to the reaction vessel 81 stored in the reactor, a gas source 89 for plasma generation, a cyclone 90 for separating generated particles, and a cooling gas source 91 for cooling the reaction vessel 81. Is done.

【0086】上記熱プラズマ装置80において、高周波
発信器82から発信された電磁波がコイル83によって
増幅される一方、プラズマ発生用ガス源89から供給さ
れたガスの放電により、反応容器81の頂部に高温度の
プラズマフレーム85が形成される。このフレーム部8
5のガス温度は数千℃から約1万℃に達する。
In the thermal plasma apparatus 80, the electromagnetic wave transmitted from the high-frequency transmitter 82 is amplified by the coil 83, while the gas supplied from the plasma generating gas source 89 discharges the electromagnetic wave to the top of the reaction vessel 81. A temperature plasma frame 85 is formed. This frame part 8
The gas temperature of 5 reaches several thousand to about 10,000 ° C.

【0087】このような高温状態のプラズマフレーム8
5中に、キャリアガスと共に粉体供給器87から供給さ
れた酸化物粒子を投入すると、粒子全体または表面を含
む一部が溶融する。溶融した原料粉はその表面張力によ
り球状化する。そして、冷却ガス源91から供給された
冷却ガスによって急冷凝固する。生成した球状の磁性粒
子はサイクロン90によって分離回収される。このよう
に少なくとも一部が溶融して球状化した状態で急冷凝固
しているため、粒子表面に亀裂が発生せず、かつ表面が
平滑で表面粗さが小さい上に、内部に空隙がない磁性粒
子が得られる。
The plasma frame 8 in such a high temperature state
When the oxide particles supplied from the powder supply device 87 together with the carrier gas are introduced into 5, the whole particles or a part including the surface is melted. The molten raw material powder becomes spherical due to its surface tension. Then, it is rapidly cooled and solidified by the cooling gas supplied from the cooling gas source 91. The generated spherical magnetic particles are separated and collected by the cyclone 90. Since at least part of the particles is rapidly solidified by melting and spheroidizing, there is no crack on the particle surface, the surface is smooth, the surface roughness is small, and there are no voids inside. Particles are obtained.

【0088】しかしながら、上記熱プラズマ法によって
球状化された磁性粒子は数千℃の高温状態から急冷され
て製造されるため、原料組成や処理条件等によっては良
好な比熱特性を発揮するプロブスカイト構造などの結晶
構造や組織が得られず、アモルファス相(ガラス相)や
目的と異なる結晶相が混在する複雑な組織形態になる場
合がある。そのため、本来の比熱特性が得られず、冷凍
能力が低下する問題を生じる。
However, since the magnetic particles spheroidized by the above-mentioned thermal plasma method are manufactured by being rapidly cooled from a high temperature of several thousand degrees centigrade, a prosbite structure exhibiting good specific heat characteristics depending on the raw material composition, processing conditions and the like. In some cases, such a crystal structure or structure cannot be obtained, and a complex structure in which an amorphous phase (glass phase) or a crystal phase different from the intended purpose is mixed is formed. For this reason, the original specific heat characteristic cannot be obtained, and there is a problem that the refrigerating capacity is reduced.

【0089】そこで本発明に係る蓄冷材の製造方法の一
形態として、熱プラズマ中を通過させることにより球状
化した磁性粒子を、さらに500℃以上の温度で熱処理
することが好ましい。
Therefore, as one mode of the method for producing a regenerative material according to the present invention, it is preferable to further heat-treat the magnetic particles which have been made spherical by passing through thermal plasma at a temperature of 500 ° C. or higher.

【0090】上記熱プラズマ中の高温状態から急冷され
ることにより生成したアモルファス相などの非平衡相や
目的と異なる結晶相を有する磁性粒子を、500℃以上
の温度で熱処理することにより、ペロブスカイト相など
の目的とする結晶相に再合成させることが可能である。
上記熱処理温度が500℃以下では結晶相の再合成の効
果が不十分となる。なお、熱処理温度は高い方が好まし
いが、磁性粒子の融点より50℃低い温度を超えると、
磁性粒子の一部が溶融し始めるため、好ましくない。処
理時間および熱処理炉の仕様の制約などの観点から、熱
処理温度は1800℃以下が好ましい。この熱処理温度
のより好ましい範囲は、1000〜1750℃であり、
さらに好ましい温度範囲は1200〜1700℃であ
る。熱処理時間は、特に限定されるものではないが、1
0分〜50時間の範囲とされる。また熱処理雰囲気は、
空気または酸素が好ましい。
A magnetic particle having a non-equilibrium phase such as an amorphous phase generated by quenching from the high temperature state in the thermal plasma or a crystal phase different from the intended phase is heat-treated at a temperature of 500 ° C. or more to obtain a perovskite phase. It can be re-synthesized to the desired crystal phase.
When the heat treatment temperature is 500 ° C. or lower, the effect of resynthesizing the crystal phase becomes insufficient. The heat treatment temperature is preferably higher, but if the temperature exceeds 50 ° C. lower than the melting point of the magnetic particles,
It is not preferable because a part of the magnetic particles starts to melt. The heat treatment temperature is preferably 1800 ° C. or less from the viewpoint of the treatment time and the restriction on the specifications of the heat treatment furnace. A more preferable range of the heat treatment temperature is 1000 to 1750 ° C,
A more preferable temperature range is 1200 to 1700 ° C. The heat treatment time is not particularly limited.
The range is from 0 minutes to 50 hours. The heat treatment atmosphere is
Air or oxygen is preferred.

【0091】本発明に係る蓄冷式冷凍機は、蓄冷材の少
なくとも一部として、上記の蓄冷材を充填した蓄冷器を
使用して構成される。なお、所定の冷却段の蓄冷器とし
て、本発明に係る蓄冷材を充填した蓄冷器を装填する一
方、他の蓄冷器として、その温度分布に応じた比熱特性
を有する他のPb,HoCu,ErNiなどの蓄冷
材を充填した蓄冷器を併用して構成してもよい。
The regenerative refrigerator according to the present invention is configured using a regenerator filled with the regenerator as at least a part of the regenerator. In addition, while a regenerator filled with the regenerator material according to the present invention is loaded as a regenerator in a predetermined cooling stage, other Pb, HoCu 2 , and Pb having specific heat characteristics corresponding to the temperature distribution are used as other regenerators. A regenerator filled with a regenerator material such as Er 3 Ni may be used in combination.

【0092】上記構成に係る蓄冷材によれば、磁性粒子
の結晶粒の等価円直径,密度,添加物量(組成),不純
物量,亀裂や空隙などの欠陥量を所定の範囲に規定して
いるため、機械的強度や熱伝導率が高く、耐熱衝撃性が
優れており、微粉化のおそれも少ない。そのため、スタ
ーリング冷凍機やパルスチューブ冷凍機などの高速運転
を行う冷凍機用の蓄冷材として使用した場合において
も、圧力損失が小さく、長期間に亘り安定した冷凍特性
を示す蓄冷材が得られる。そして、その蓄冷材を冷凍機
の少なくとも一部の蓄冷材として使用することにより、
冷凍能力が高く、かつ長期間に亘って安定した冷凍性能
が維持できる冷凍機を提供することができる。
According to the regenerative material having the above-described structure, the equivalent circular diameter, density, additive amount (composition), impurity amount, and amount of defects such as cracks and voids of the crystal grains of the magnetic particles are defined in a predetermined range. Therefore, the mechanical strength and the thermal conductivity are high, the thermal shock resistance is excellent, and the possibility of pulverization is small. Therefore, even when used as a cold storage material for a refrigerator operating at a high speed such as a Stirling refrigerator or a pulse tube refrigerator, a cold storage material having a small pressure loss and exhibiting stable refrigeration characteristics over a long period of time can be obtained. And by using the cold storage material as at least a part of the cold storage material of the refrigerator,
A refrigerator capable of maintaining high refrigerating capacity and maintaining stable refrigerating performance over a long period of time can be provided.

【0093】そして、MRI装置、クライオポンプ、磁
気浮上列車用超電導磁石、および磁界印加式単結晶引上
げ装置は、いずれも冷凍機性能が各装置の性能を左右す
ることから、上述したような冷凍機を用いた本発明のM
RI装置、クライオポンプ、磁気浮上列車用超電導磁
石、および磁界印加式単結晶引上げ装置は、いずれも長
期間に亘って優れた性能を発揮させることができる。
The MRI apparatus, the cryopump, the superconducting magnet for the magnetic levitation train, and the magnetic field application type single crystal pulling apparatus all have the performance of each apparatus, so that the above-described refrigerators are used. Of the present invention using
The RI device, the cryopump, the superconducting magnet for the magnetic levitation train, and the magnetic field application type single crystal pulling device can all exhibit excellent performance over a long period of time.

【0094】[0094]

【発明の実施の形態】次に本発明の実施形態について以
下に示す実施例に基づいて具体的に説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Next, embodiments of the present invention will be specifically described based on the following examples.

【0095】実施例1 平均粒径1.5μmのAl粉末とGd粉末
とをエチルアルコール中でボールミルを用いて24時
間、混合粉砕して原料混合体を調製した。次に得られた
原料混合体を乾燥した後に、温度1500℃で12時間
仮焼結することにより、酸化物焼結体としてのGdAl
を合成した。
Example 1 A raw material mixture was prepared by mixing and pulverizing Al 2 O 3 powder and Gd 2 O 3 powder having an average particle size of 1.5 μm in ethyl alcohol using a ball mill for 24 hours. Next, after the obtained raw material mixture is dried, it is temporarily sintered at a temperature of 1500 ° C. for 12 hours, so that GdAl as an oxide sintered body is obtained.
The O 3 were synthesized.

【0096】次に得られた焼結体を、さらにエチルアル
コール中でボールミルを用いて6時間粉砕した。粉砕粉
を乾燥後、転動造粒機を用いて造粒することにより、粒
径が0.1〜0.4mmの造粒粒子を調製した。さら
に、得られた造粒粒子を温度1700℃で12時間焼結
することにより、ほぼ球状の磁性粒子から成る実施例1
に係る蓄冷材を製造した。
Next, the obtained sintered body was further pulverized in ethyl alcohol using a ball mill for 6 hours. After the pulverized powder was dried, it was granulated using a tumbling granulator to prepare granulated particles having a particle size of 0.1 to 0.4 mm. Further, by sintering the obtained granulated particles at a temperature of 1700 ° C. for 12 hours, Example 1 consisting of substantially spherical magnetic particles was obtained.
Was produced.

【0097】得られた蓄冷材粒子の表面部および断面組
織を走査型電子顕微鏡(SEM)で観察し、図4〜図7
に示す組織写真を得た。これらの組織写真に基づいて、
画像解析したところ、結晶粒の等価円直径の平均値は
3.3μmであった。
The surface and cross-sectional structure of the obtained regenerator particles were observed with a scanning electron microscope (SEM).
Was obtained. Based on these organization photos,
As a result of image analysis, the average value of the equivalent circular diameter of the crystal grains was 3.3 μm.

【0098】なお転動造粒法によって製造した蓄冷材粒
子は、図4〜図7に示すようにほぼ球状を呈している
が、表面部の粗さが大きく、内部には微小ではあるが多
数の空隙が形成されている。
The regenerator particles produced by the tumbling granulation method have a substantially spherical shape as shown in FIGS. 4 to 7, but have a large surface roughness and a small number of fine particles inside. Are formed.

【0099】次に上記のように調製した蓄冷材の特性を
評価するため、図1に示すような2段膨張式GM冷凍機
を用意した。なお、図1に示す2段式のGM冷凍機10
は、本発明の冷凍機の一実施例を示すものである。図1
に示す2段式のGM冷凍機10は、大径の第1シリンダ
11と、この第1シリンダ11と同軸的に接続された小
径の第2シリンダ12とが設置された真空容器13を有
している。第1シリンダ11には第1蓄冷器14が往復
動自在に配置されており、第2シリンダ12には第2蓄
冷器15が往復動自在に配置されている。第1シリンダ
11と第1蓄冷器14との間、および第2シリンダ12
と第2蓄冷器15との間には、それぞれシールリング1
6,17が配置されている。
Next, in order to evaluate the characteristics of the cold storage material prepared as described above, a two-stage expansion type GM refrigerator as shown in FIG. 1 was prepared. The two-stage GM refrigerator 10 shown in FIG.
1 shows an embodiment of the refrigerator of the present invention. Figure 1
Has a vacuum vessel 13 in which a large-diameter first cylinder 11 and a small-diameter second cylinder 12 coaxially connected to the first cylinder 11 are installed. ing. The first cylinder 11 has a first regenerator 14 arranged reciprocally, and the second cylinder 12 has a second regenerator 15 arranged reciprocally. Between the first cylinder 11 and the first regenerator 14 and the second cylinder 12
The seal ring 1 is provided between the
6, 17 are arranged.

【0100】第1蓄冷器14には、Cuメッシュ等の第
1蓄冷材18が収容されている。第2蓄冷器15には、
本発明の蓄冷器に使用される板状の極低温用蓄冷材が第
2蓄冷材19として収容されている。第1蓄冷器14お
よび第2蓄冷器15は、第1蓄冷材18や極低温用蓄冷
材19の間隙等に設けられたHeガス等の作動媒質(冷
媒ガス)の通路をそれぞれ有している。
The first regenerator 14 contains a first regenerator 18 such as a Cu mesh. In the second regenerator 15,
A plate-like cold storage material for cryogenic use used in the cool storage device of the present invention is accommodated as the second cold storage material 19. Each of the first regenerator 14 and the second regenerator 15 has a passage for a working medium (refrigerant gas) such as He gas provided in a gap or the like between the first regenerator 18 and the cryogenic regenerator 19. .

【0101】第1蓄冷器14と第2蓄冷器15との間に
は、第1膨張室20が設けられている。また、第2蓄冷
器15と第2シリンダ12の先端壁との間には、第2膨
張室21が設けられている。そして、第1膨張室20の
底部に第1冷却ステージ22が、また第2膨張室21の
底部に第1冷却ステージ22より低温の第2冷却ステー
ジ23が形成されている。
A first expansion chamber 20 is provided between the first regenerator 14 and the second regenerator 15. Further, a second expansion chamber 21 is provided between the second regenerator 15 and the end wall of the second cylinder 12. A first cooling stage 22 is formed at the bottom of the first expansion chamber 20, and a second cooling stage 23 having a lower temperature than the first cooling stage 22 is formed at the bottom of the second expansion chamber 21.

【0102】上述したような2段式のGM冷凍機10に
は、コンプレッサ24から高圧の作動媒質(例えばHe
ガス)が供給される。供給された作動媒質は、第1蓄冷
器14に収容された第1蓄冷材18間を通過して第1膨
張室20に到達し、さらに第2蓄冷器15に収容された
極低温用蓄冷材(第2蓄冷材)19間を通過して第2膨
張室21に到達する。この際に、作動媒質は各蓄冷材1
8,19に熱エネルギーを供給して冷却される。各蓄冷
材18,19間を通過した作動媒質は、各膨張室20,
21で膨張して寒冷を発生させ、各冷却ステージ22,
23が冷却される。膨張した作動媒質は、各蓄冷材1
8,19間を反対方向に流れる。作動媒質は各蓄冷材1
8,19から熱エネルギーを受け取った後に排出され
る。こうした過程で復熱効果が良好になるに従って、作
動媒質サイクルの熱効率が向上し、より一層低い温度が
実現されるように構成されている。
The two-stage GM refrigerator 10 as described above is supplied with a high-pressure working medium (for example, He
Gas) is supplied. The supplied working medium passes between the first regenerators 18 accommodated in the first regenerator 14, reaches the first expansion chamber 20, and further reaches the cryogenic regenerator material accommodated in the second regenerator 15. (Second regenerative material) passes through the space 19 and reaches the second expansion chamber 21. At this time, the working medium is each cold storage material 1
8 and 19 are cooled by supplying thermal energy. The working medium that has passed between the cold storage materials 18 and 19 is
21 to generate cold, and each cooling stage 22,
23 is cooled. The expanded working medium is stored in each cold storage material 1
It flows between 8 and 19 in the opposite direction. The working medium is each cold storage material 1
Emitted after receiving thermal energy from 8,19. In this process, as the recuperation effect becomes better, the thermal efficiency of the working medium cycle is improved, and a lower temperature is realized.

【0103】そして、前記のように調製した実施例1に
係る蓄冷材200gを、図1に示す2段膨張式GM冷凍
機10の2段目蓄冷器の低温側に充填する一方、高温側
にはPb製蓄冷材を200g充填して実施例1に係る冷
凍機を組み立て冷凍試験を実施し、4.2Kにおける冷
凍能力を測定した。
Then, 200 g of the cold storage material according to the first embodiment prepared as described above is charged into the low-temperature side of the second-stage regenerator of the two-stage expansion type GM refrigerator 10 shown in FIG. Was assembled with a refrigerator according to Example 1 by filling 200 g of Pb cold storage material, and a refrigeration test was carried out, and the refrigeration capacity at 4.2K was measured.

【0104】なお本実施例における冷凍能力は、冷凍機
運転時にヒータによって第2冷却段に熱負荷を作用さ
せ、第2冷却段の温度上昇が4.2Kで停止したときの
熱負荷で定義した。
The refrigerating capacity in the present embodiment is defined as the heat load when a heat load is applied to the second cooling stage by the heater during the operation of the refrigerator and the temperature rise of the second cooling stage stops at 4.2K. .

【0105】上記冷凍試験の結果、4.2Kにおける冷
凍能力の初期値として0.76Wが得られた。また、2
40時間連続運転後の冷凍能力は0.74Wであり、安
定した冷凍性能が確認できた。さらに、運転終了後に蓄
冷器から蓄冷材を取り出して外観を観察したが、破壊さ
れた粒子や微粉の発生は認められなかった。
As a result of the refrigeration test, 0.76 W was obtained as the initial value of the refrigeration capacity at 4.2 K. Also, 2
The refrigeration capacity after continuous operation for 40 hours was 0.74 W, and stable refrigeration performance was confirmed. Further, after the operation was completed, the regenerator material was taken out of the regenerator and the appearance was observed, but no generation of broken particles or fine powder was observed.

【0106】比較例1 平均粒径30μmのAl粉末とGd粉末と
をエチルアルコール中でボールミルを用いて24時間、
混合粉砕して原料混合体を調製した。次に得られた原料
混合体を乾燥した後に、温度1500℃で12時間仮焼
結することにより、酸化物焼結体としてのGdAlO
を合成した。
Comparative Example 1 Al 2 O 3 powder and Gd 2 O 3 powder having an average particle diameter of 30 μm were mixed in ethyl alcohol for 24 hours using a ball mill.
The mixture was pulverized to prepare a raw material mixture. Next, after drying the obtained raw material mixture, it is pre-sintered at a temperature of 1500 ° C. for 12 hours to obtain GdAlO 3 as an oxide sintered body.
Was synthesized.

【0107】次に得られた焼結体を、さらにエチルアル
コール中でボールミルを用いて6時間粉砕した。粉砕粉
を乾燥後、転動造粒機を用いて造粒することにより、粒
径が0.1〜0.4mmの造粒粒子を調製した。さら
に、得られた造粒粒子を温度1800℃で12時間焼結
することにより、ほぼ球状の磁性粒子から成る比較例1
に係る蓄冷材を製造した。
Next, the obtained sintered body was further ground in ethyl alcohol using a ball mill for 6 hours. After the pulverized powder was dried, it was granulated using a tumbling granulator to prepare granulated particles having a particle size of 0.1 to 0.4 mm. Further, by sintering the obtained granulated particles at a temperature of 1800 ° C. for 12 hours, Comparative Example 1 consisting of substantially spherical magnetic particles was obtained.
Was produced.

【0108】得られた蓄冷材粒子の断面組織を走査型電
子顕微鏡(SEM)で観察し、画像解析したところ、結
晶粒の等価円直径の平均値は28μmと粗大であった。
The sectional structure of the obtained regenerator particles was observed with a scanning electron microscope (SEM) and image analysis revealed that the average value of the equivalent circular diameter of the crystal grains was as coarse as 28 μm.

【0109】そして、上記のように調製した比較例1に
係る蓄冷材200gを、図1に示す2段膨張式GM冷凍
機10の2段目蓄冷器の低温側に充填する一方、高温側
にはPb製蓄冷材を200g充填して比較例1に係る冷
凍機を組み立て冷凍試験を実施し、4.2Kにおける冷
凍能力を測定した。
Then, 200 g of the cold storage material according to Comparative Example 1 prepared as described above is charged into the low-temperature side of the second-stage regenerator of the two-stage expansion type GM refrigerator 10 shown in FIG. Was assembled with a refrigerator according to Comparative Example 1 by charging 200 g of Pb cold storage material, and a refrigeration test was performed to measure the refrigeration capacity at 4.2K.

【0110】上記冷凍試験の結果、4.2Kにおける冷
凍能力の初期値として0.74Wが得られた。また、2
40時間連続運転後の冷凍能力は0.31Wまで低下し
ており、冷凍性能の低下が顕著であった。さらに、運転
終了後に蓄冷器から蓄冷材を取り出して外観を観察した
ところ、粉々に破壊された粒子や微粉の発生が認められ
た。
As a result of the refrigerating test, 0.74 W was obtained as the initial value of the refrigerating capacity at 4.2 K. Also, 2
The refrigerating capacity after continuous operation for 40 hours was reduced to 0.31 W, and the refrigerating performance was significantly reduced. Further, after the operation was completed, the regenerator material was taken out of the regenerator and the appearance was observed. As a result, generation of broken particles and fine powder was observed.

【0111】比較例2 平均粒径1μmのAl粉末とGd粉末とを
エチルアルコール中でボールミルを用いて24時間、混
合粉砕して原料混合体を調製した。次に得られた原料混
合体を乾燥した後に、温度1200℃で6時間仮焼結す
ることにより、酸化物焼結体としてのGdAlOを合
成した。
Comparative Example 2 Al 2 O 3 powder and Gd 2 O 3 powder having an average particle size of 1 μm were mixed and pulverized in ethyl alcohol using a ball mill for 24 hours to prepare a raw material mixture. Next, after drying the obtained raw material mixture, it was provisionally sintered at a temperature of 1200 ° C. for 6 hours to synthesize GdAlO 3 as an oxide sintered body.

【0112】次に得られた焼結体を、さらにエチルアル
コール中でボールミルを用いて6時間粉砕した。粉砕粉
を乾燥後、転動造粒機を用いて造粒することにより、粒
径が0.1〜0.4mmの造粒粒子を調製した。さら
に、得られた造粒粒子を温度1700℃で3時間焼結す
ることにより、ほぼ球状の磁性粒子から成る比較例2に
係る蓄冷材を製造した。
Next, the obtained sintered body was further pulverized in ethyl alcohol using a ball mill for 6 hours. After the pulverized powder was dried, it was granulated using a tumbling granulator to prepare granulated particles having a particle size of 0.1 to 0.4 mm. Further, the obtained granulated particles were sintered at a temperature of 1700 ° C. for 3 hours to produce a regenerator material according to Comparative Example 2 composed of substantially spherical magnetic particles.

【0113】得られた蓄冷材粒子の断面組織を走査型電
子顕微鏡(SEM)で観察し、画像解析したところ、結
晶粒の等価円直径の平均値は0.2μmと過小であっ
た。
The cross-sectional structure of the obtained regenerator particles was observed with a scanning electron microscope (SEM) and image analysis revealed that the average equivalent circular diameter of the crystal grains was as small as 0.2 μm.

【0114】そして、上記のように調製した比較例2に
係る蓄冷材200gを、図1に示す2段膨張式GM冷凍
機10の2段目蓄冷器の低温側に充填する一方、高温側
にはPb製蓄冷材を200g充填して比較例2に係る冷
凍機を組み立て冷凍試験を実施し、4.2Kにおける冷
凍能力を測定した。
Then, 200 g of the cold storage material according to Comparative Example 2 prepared as described above is charged into the low-temperature side of the second-stage regenerator of the two-stage expansion type GM refrigerator 10 shown in FIG. Was assembled with a refrigerator according to Comparative Example 2 by charging 200 g of Pb cold storage material, and a refrigeration test was performed to measure the refrigeration capacity at 4.2K.

【0115】上記冷凍試験の結果、4.2Kにおける冷
凍能力の初期値として0.42Wが得られた。また、2
40時間連続運転後の冷凍能力は0.41Wであった。
As a result of the refrigeration test, 0.42 W was obtained as the initial value of the refrigeration capacity at 4.2 K. Also, 2
The refrigerating capacity after continuous operation for 40 hours was 0.41 W.

【0116】次に粗大な結晶粒の面積割合を規定した実
施例を説明する。
Next, an embodiment in which the area ratio of coarse crystal grains is specified will be described.

【0117】実施例2 平均粒径1.5μmのAl粉末とGd粉末
とをエチルアルコール中でボールミルを用いて24時
間、混合粉砕して原料混合体を調製した。次に得られた
原料混合体を乾燥した後に、温度1600℃で3時間仮
焼結することにより、酸化物焼結体としてのGdAlO
を合成した。
Example 2 An Al 2 O 3 powder and a Gd 2 O 3 powder having an average particle size of 1.5 μm were mixed and pulverized in ethyl alcohol using a ball mill for 24 hours to prepare a raw material mixture. Next, after drying the obtained raw material mixture, it is pre-sintered at a temperature of 1600 ° C. for 3 hours to obtain GdAlO as an oxide sintered body.
3 was synthesized.

【0118】次に得られた焼結体を、さらにエチルアル
コール中でボールミルを用いて6時間粉砕した。粉砕粉
を乾燥後、転動造粒機を用いて造粒することにより、粒
径が0.1〜0.4mmの造粒粒子を調製した。さら
に、得られた造粒粒子を温度1700℃で12時間焼結
することにより、ほぼ球状の磁性粒子から成る実施例2
に係る蓄冷材を製造した。
Next, the obtained sintered body was further pulverized in ethyl alcohol using a ball mill for 6 hours. After the pulverized powder was dried, it was granulated using a tumbling granulator to prepare granulated particles having a particle size of 0.1 to 0.4 mm. Further, by sintering the obtained granulated particles at a temperature of 1700 ° C. for 12 hours, Example 2 consisting of substantially spherical magnetic particles
Was produced.

【0119】得られた蓄冷材粒子の断面組織を走査型電
子顕微鏡(SEM)で観察し、画像解析したところ、等
価円直径が50μm以上である結晶粒は観察されなかっ
た。また、断面組織において最も粗大な結晶粒の等価円
直径は21μmであった。また、結晶粒の等価円直径の
平均値は3.8μmであった。
The sectional structure of the obtained regenerator particles was observed with a scanning electron microscope (SEM) and image analysis revealed that no crystal grains having an equivalent circular diameter of 50 μm or more were observed. The equivalent circular diameter of the coarsest crystal grain in the sectional structure was 21 μm. The average value of the equivalent circular diameter of the crystal grains was 3.8 μm.

【0120】そして、上記のように調製した実施例2に
係る蓄冷材200gを、図1に示す2段膨張式GM冷凍
機10の2段目蓄冷器の低温側に充填する一方、高温側
にはPb製蓄冷材を200g充填して実施例2に係る冷
凍機を組み立て冷凍試験を実施し、4.2Kにおける冷
凍能力を測定した。
Then, 200 g of the cold storage material according to the second embodiment prepared as described above is charged into the low-temperature side of the second-stage regenerator of the two-stage expansion type GM refrigerator 10 shown in FIG. Was assembled with a refrigerator according to Example 2 by filling 200 g of Pb cold storage material, and a refrigeration test was performed, and the refrigeration capacity at 4.2K was measured.

【0121】上記冷凍試験の結果、4.2Kにおける冷
凍能力の初期値として0.70Wが得られた。また、2
40時間連続運転後の冷凍能力は0.69Wであり、安
定した冷凍性能が確認できた。さらに、運転終了後に蓄
冷器から蓄冷材を取り出して外観を観察したが、破壊さ
れた粒子や微粉の発生は認められなかった。したがって
本実施例に係る蓄冷材によれば、4K領域の冷凍能力が
高く、特性が安定した冷凍機を実現することが可能とな
った。
As a result of the freezing test, 0.70 W was obtained as the initial value of the freezing capacity at 4.2K. Also, 2
The refrigerating capacity after continuous operation for 40 hours was 0.69 W, and stable refrigerating performance was confirmed. Further, after the operation was completed, the regenerator material was taken out of the regenerator and the appearance was observed, but no generation of broken particles or fine powder was observed. Therefore, according to the cold storage material according to the present embodiment, it is possible to realize a refrigerator having a high refrigerating capacity in the 4K region and stable characteristics.

【0122】比較例3 平均粒径20μmのAl粉末とGd粉末と
をエチルアルコール中でボールミルを用いて6時間、混
合粉砕して原料混合体を調製した。次に得られた原料混
合体を乾燥した後に、温度1500℃で12時間仮焼結
することにより、酸化物焼結体としてのGdAlO
合成した。
Comparative Example 3 Al 2 O 3 powder and Gd 2 O 3 powder having an average particle diameter of 20 μm were mixed and pulverized in ethyl alcohol using a ball mill for 6 hours to prepare a raw material mixture. Next, after drying the obtained raw material mixture, it was provisionally sintered at a temperature of 1500 ° C. for 12 hours to synthesize GdAlO 3 as an oxide sintered body.

【0123】次に得られた焼結体を、さらにエチルアル
コール中でボールミルを用いて6時間粉砕した。粉砕粉
を乾燥後、転動造粒機を用いて造粒することにより、粒
径が0.1〜0.4mmの造粒粒子を調製した。さら
に、得られた造粒粒子を温度1800℃で24時間焼結
することにより、ほぼ球状の磁性粒子から成る比較例3
に係る蓄冷材を製造した。
Next, the obtained sintered body was further pulverized in ethyl alcohol using a ball mill for 6 hours. After the pulverized powder was dried, it was granulated using a tumbling granulator to prepare granulated particles having a particle size of 0.1 to 0.4 mm. Further, by sintering the obtained granulated particles at a temperature of 1800 ° C. for 24 hours, Comparative Example 3 consisting of substantially spherical magnetic particles was obtained.
Was produced.

【0124】得られた蓄冷材粒子の断面組織を走査型電
子顕微鏡(SEM)で観察し、画像解析したところ、等
価円直径が50μm以上である結晶粒の面積比が17%
と過大であった。また、結晶粒の等価円直径の平均値は
24μmであった。
The sectional structure of the obtained regenerator particles was observed with a scanning electron microscope (SEM) and image analysis revealed that the area ratio of crystal grains having an equivalent circular diameter of 50 μm or more was 17%.
Was too big. The average equivalent circle diameter of the crystal grains was 24 μm.

【0125】そして、上記のように調製した比較例3に
係る蓄冷材200gを、図1に示す2段膨張式GM冷凍
機10の2段目蓄冷器の低温側に充填する一方、高温側
にはPb製蓄冷材を200g充填して比較例3に係る冷
凍機を組み立て冷凍試験を実施し、4.2Kにおける冷
凍能力を測定した。
Then, 200 g of the cold storage material according to Comparative Example 3 prepared as described above was charged into the low-temperature side of the second-stage regenerator of the two-stage expansion type GM refrigerator 10 shown in FIG. Was assembled with a refrigerator according to Comparative Example 3 by filling 200 g of a Pb cold storage material, and performed a refrigeration test to measure the refrigeration capacity at 4.2K.

【0126】上記冷凍試験の結果、4.2Kにおける冷
凍能力の初期値として0.75Wが得られた。また、2
40時間連続運転後の冷凍能力は0.28Wに低下して
おり、冷凍性能が大幅に低下することが確認できた。さ
らに、運転終了後に蓄冷器から蓄冷材を取り出して外観
を観察したところ、粉々に破壊された粒子や微粉の発生
が認められた。
As a result of the refrigeration test, 0.75 W was obtained as the initial value of the refrigeration capacity at 4.2 K. Also, 2
The refrigerating capacity after continuous operation for 40 hours was reduced to 0.28 W, and it was confirmed that the refrigerating performance was significantly reduced. Further, after the operation was completed, the regenerator material was taken out of the regenerator and the appearance was observed. As a result, generation of broken particles and fine powder was observed.

【0127】次に、磁性粒子の焼結密度を規定した実施
例を説明する。
Next, an example in which the sintering density of the magnetic particles is specified will be described.

【0128】実施例3 平均粒径2μmのAl粉末とGd粉末とを
エチルアルコール中でボールミルを用いて24時間、混
合粉砕して原料混合体を調製した。次に得られた原料混
合体を乾燥した後に、温度1400℃で6時間仮焼結す
ることにより、酸化物焼結体としてのGdAlOを合
成した。
[0128] 24 hours using a ball mill Al 2 O 3 powder and Gd 2 O 3 powder of Example 3 the average particle diameter of 2μm in ethyl alcohol, the raw material mixture was prepared by mixing pulverized. Next, after drying the obtained raw material mixture, it was temporarily sintered at a temperature of 1400 ° C. for 6 hours to synthesize GdAlO 3 as an oxide sintered body.

【0129】次に得られた焼結体を、さらにエチルアル
コール中でボールミルを用いて6時間粉砕した。粉砕粉
を乾燥後、転動造粒機を用いて造粒することにより、粒
径が0.1〜0.4mmの造粒粒子を調製した。さら
に、得られた造粒粒子をナイロン−ポリエチレンフィル
ム製の袋内に挿入し、袋内を真空排気した後に、袋の開
口部を熱シールした。この状態で袋全体を600kgf
/cmの圧力でCIP処理した。次に、CIP処理し
て緻密化した造粒粒子を温度1700℃で12時間焼結
することにより、ほぼ球状の磁性粒子から成る実施例3
に係る蓄冷材を製造した。
Next, the obtained sintered body was further pulverized in ethyl alcohol using a ball mill for 6 hours. After the pulverized powder was dried, it was granulated using a tumbling granulator to prepare granulated particles having a particle size of 0.1 to 0.4 mm. Further, the obtained granulated particles were inserted into a bag made of a nylon-polyethylene film, and the inside of the bag was evacuated and then the opening of the bag was heat-sealed. In this state, the whole bag is 600kgf
/ Cm 2 at a pressure of CIP. Next, the granulated particles densified by the CIP treatment were sintered at a temperature of 1700 ° C. for 12 hours, thereby forming substantially spherical magnetic particles.
Was produced.

【0130】得られた蓄冷材粒子の焼結密度を測定した
ところ、96.8%であった。また、結晶粒の等価円直
径の平均値は、5.2μmであった。
The sintering density of the obtained regenerator material particles was 96.8%. The average equivalent circle diameter of the crystal grains was 5.2 μm.

【0131】そして、上記のように調製した実施例3に
係る蓄冷材200gを、図1に示す2段膨張式GM冷凍
機10の2段目蓄冷器の低温側に充填する一方、高温側
にはPb製蓄冷材を200g充填して実施例3に係る冷
凍機を組み立て冷凍試験を実施し、4.2Kにおける冷
凍能力を測定した。
Then, 200 g of the cold storage material according to the third embodiment prepared as described above is charged into the low-temperature side of the second-stage regenerator of the two-stage expansion type GM refrigerator 10 shown in FIG. Was assembled with a refrigerator according to Example 3 by charging 200 g of Pb cold storage material, and a refrigeration test was performed, and the refrigeration capacity at 4.2K was measured.

【0132】上記冷凍試験の結果、4.2Kにおける冷
凍能力の初期値として0.77Wが得られた。また、2
40時間連続運転後の冷凍能力は0.75Wであり、安
定した冷凍性能が確認できた。さらに、運転終了後に蓄
冷器から蓄冷材を取り出して外観を観察したが、破壊さ
れた粒子や微粉の発生は認められなかった。
As a result of the freezing test, 0.77 W was obtained as the initial value of the freezing capacity at 4.2K. Also, 2
The refrigerating capacity after continuous operation for 40 hours was 0.75 W, and stable refrigerating performance was confirmed. Further, after the operation was completed, the regenerator material was taken out of the regenerator and the appearance was observed, but no generation of broken particles or fine powder was observed.

【0133】実施例4 平均粒径3μmのAl粉末とGd粉末とを
エチルアルコール中でボールミルを用いて24時間、混
合粉砕して原料混合体を調製した。次に得られた原料混
合体を乾燥した後に、温度1500℃で3時間仮焼結す
ることにより、酸化物焼結体としてのGdAlOを合
成した。
Example 4 An Al 2 O 3 powder having an average particle size of 3 μm and a Gd 2 O 3 powder were mixed and pulverized in ethyl alcohol using a ball mill for 24 hours to prepare a raw material mixture. Next, after drying the obtained raw material mixture, it was temporarily sintered at a temperature of 1500 ° C. for 3 hours to synthesize GdAlO 3 as an oxide sintered body.

【0134】次に得られた焼結体を、さらにエチルアル
コール中でボールミルを用いて6時間粉砕した。粉砕粉
を乾燥後、カルボキシルメチルセルロースを10重量%
の割合で添加した後に、転動造粒機を用いて造粒するこ
とにより、粒径が0.1〜0.4mmの造粒粒子を調製
した。さらに、得られた造粒粒子を脱脂後、温度170
0℃で4時間焼結することにより、ほぼ球状の磁性粒子
から成る実施例4に係る蓄冷材を製造した。
Next, the obtained sintered body was further pulverized in ethyl alcohol using a ball mill for 6 hours. After drying the ground powder, 10% by weight of carboxymethyl cellulose
, And granulated using a tumbling granulator to prepare granulated particles having a particle size of 0.1 to 0.4 mm. Further, after degreasing the obtained granulated particles,
By sintering at 0 ° C. for 4 hours, a regenerator material according to Example 4 consisting of substantially spherical magnetic particles was produced.

【0135】得られた蓄冷材粒子の焼結密度を測定した
ところ、97.8%であった。また、結晶粒の等価円直
径の平均値は、3.6μmであった。
The sintering density of the obtained regenerator material particles was 97.8%. The average value of the equivalent circular diameter of the crystal grains was 3.6 μm.

【0136】そして、上記のように調製した実施例4に
係る蓄冷材200gを、図1に示す2段膨張式GM冷凍
機10の2段目蓄冷器の低温側に充填する一方、高温側
にはPb製蓄冷材を200g充填して実施例4に係る冷
凍機を組み立て冷凍試験を実施し、4.2Kにおける冷
凍能力を測定した。
Then, 200 g of the cold storage material according to Example 4 prepared as described above is charged into the low-temperature side of the second-stage regenerator of the two-stage expansion type GM refrigerator 10 shown in FIG. Was filled with 200 g of Pb cold storage material, assembled a refrigerator according to Example 4, performed a refrigeration test, and measured the refrigeration capacity at 4.2K.

【0137】上記冷凍試験の結果、4.2Kにおける冷
凍能力の初期値として0.74Wが得られた。また、2
40時間連続運転後の冷凍能力は0.74Wであり、安
定した冷凍性能が確認できた。さらに、運転終了後に蓄
冷器から蓄冷材を取り出して外観を観察したが、破壊さ
れた粒子や微粉の発生は認められなかった。したがっ
て、本実施例に係る蓄冷材によれば、4K領域における
冷凍能力が高く、特性が安定した冷凍機が実現可能とな
る。
As a result of the refrigerating test, 0.74 W was obtained as the initial value of the refrigerating capacity at 4.2 K. Also, 2
The refrigeration capacity after continuous operation for 40 hours was 0.74 W, and stable refrigeration performance was confirmed. Further, after the operation was completed, the regenerator material was taken out of the regenerator and the appearance was observed, but no generation of broken particles or fine powder was observed. Therefore, according to the cold storage material according to the present embodiment, a refrigerator having high refrigerating capacity in the 4K region and stable characteristics can be realized.

【0138】比較例4 平均粒径50μmのAl粉末とGd粉末と
をエチルアルコール中でボールミルを用いて2時間、混
合粉砕して原料混合体を調製した。次に得られた原料混
合体を乾燥した後に、温度1200℃で2時間仮焼結す
ることにより、酸化物焼結体としてのGdAlOを合
成した。
Comparative Example 4 Al 2 O 3 powder and Gd 2 O 3 powder having an average particle size of 50 μm were mixed and pulverized in ethyl alcohol using a ball mill for 2 hours to prepare a raw material mixture. Next, after drying the obtained raw material mixture, it was provisionally sintered at a temperature of 1200 ° C. for 2 hours to synthesize GdAlO 3 as an oxide sintered body.

【0139】次に得られた焼結体を、さらにエチルアル
コール中でボールミルを用いて2時間粉砕した。粉砕粉
を乾燥後、転動造粒機を用いて造粒することにより、粒
径が0.1〜0.4mmの造粒粒子を調製した。さら
に、得られた造粒粒子を温度1400℃で3時間焼結す
ることにより、ほぼ球状の磁性粒子から成る比較例4に
係る蓄冷材を製造した。
Next, the obtained sintered body was further pulverized in ethyl alcohol using a ball mill for 2 hours. After the pulverized powder was dried, it was granulated using a tumbling granulator to prepare granulated particles having a particle size of 0.1 to 0.4 mm. Further, the obtained granulated particles were sintered at a temperature of 1400 ° C. for 3 hours to produce a regenerator material according to Comparative Example 4 composed of substantially spherical magnetic particles.

【0140】得られた蓄冷材粒子の焼結密度を測定した
ところ、73.6%と過小であった。また、結晶粒の等
価円直径の平均値は、51μmであった。
When the sintering density of the obtained regenerator material particles was measured, it was as low as 73.6%. The average value of the equivalent circular diameter of the crystal grains was 51 μm.

【0141】そして、上記のように調製した比較例4に
係る蓄冷材200gを、図1に示す2段膨張式GM冷凍
機10の2段目蓄冷器の低温側に充填する一方、高温側
にはPb製蓄冷材を200g充填して比較例4に係る冷
凍機を組み立て冷凍試験を実施し、4.2Kにおける冷
凍能力を測定した。
Then, 200 g of the cold storage material according to Comparative Example 4 prepared as described above was charged into the low-temperature side of the second-stage regenerator of the two-stage expansion type GM refrigerator 10 shown in FIG. Was assembled with a refrigerator according to Comparative Example 4 by charging 200 g of a Pb cold storage material, and a refrigeration test was performed to measure a refrigeration capacity at 4.2K.

【0142】上記冷凍試験の結果、4.2Kにおける冷
凍能力の初期値として0.62Wが得られた。また、2
40時間連続運転後の冷凍能力は0.24Wに低下する
ことが確認できた。さらに、運転終了後に蓄冷器から蓄
冷材を取り出して外観を観察したところ、粉々に破壊さ
れた粒子や微粉の発生が認められた。
As a result of the freezing test, 0.62 W was obtained as an initial value of the freezing capacity at 4.2K. Also, 2
It was confirmed that the refrigeration capacity after continuous operation for 40 hours was reduced to 0.24 W. Further, after the operation was completed, the regenerator material was taken out of the regenerator and the appearance was observed. As a result, generation of broken particles and fine powder was observed.

【0143】比較例5 平均粒径1μmのAl粉末とGd粉末とを
エチルアルコール中でボールミルを用いて24時間、混
合粉砕して原料混合体を調製した。次に得られた原料混
合体を乾燥した後に、温度1500℃で6時間仮焼結す
ることにより、酸化物焼結体としてのGdAlOを合
成した。
Comparative Example 5 Al 2 O 3 powder and Gd 2 O 3 powder having an average particle diameter of 1 μm were mixed and pulverized in ethyl alcohol using a ball mill for 24 hours to prepare a raw material mixture. Next, the obtained raw material mixture after drying, by 6 hours provisionally sintered at a temperature 1500 ° C., was synthesized GdAlO 3 as an oxide sintered body.

【0144】次に得られた焼結体を、さらにエチルアル
コール中でボールミルを用いて6時間粉砕した。粉砕粉
を乾燥後、転動造粒機を用いて造粒することにより、粒
径が0.1〜0.4mmの造粒粒子を調製した。さら
に、得られた造粒粒子をナイロン−ポリエチレンフィル
ム製の袋内に挿入し、袋内を真空排気した後に、袋の開
口部を熱シールした。この状態で袋全体を800kgf
/cmの圧力でCIP処理した。次に、CIP処理し
て緻密化した造粒粒子を温度1800℃で6時間焼結す
ることにより、ほぼ球状の磁性粒子から成る比較例5に
係る蓄冷材を製造した。
Next, the obtained sintered body was further pulverized in ethyl alcohol using a ball mill for 6 hours. After the pulverized powder was dried, it was granulated using a tumbling granulator to prepare granulated particles having a particle size of 0.1 to 0.4 mm. Further, the obtained granulated particles were inserted into a bag made of a nylon-polyethylene film, and the inside of the bag was evacuated and then the opening of the bag was heat-sealed. In this state, the whole bag is 800kgf
/ Cm 2 at a pressure of CIP. Next, the granulated particles densified by the CIP treatment were sintered at a temperature of 1800 ° C. for 6 hours to produce a regenerator material according to Comparative Example 5 composed of substantially spherical magnetic particles.

【0145】得られた蓄冷材粒子の焼結密度を測定した
ところ、99.7%と過大であった。また、結晶粒の等
価円直径の平均値は、23μmであった。
When the sintering density of the obtained regenerator material particles was measured, it was 99.7%, which was excessive. The average equivalent circular diameter of the crystal grains was 23 μm.

【0146】そして、上記のように調製した比較例5に
係る蓄冷材200gを、図1に示す2段膨張式GM冷凍
機10の2段目蓄冷器の低温側に充填する一方、高温側
にはPb製蓄冷材を200g充填して比較例5に係る冷
凍機を組み立て冷凍試験を実施し、4.2Kにおける冷
凍能力を測定した。
Then, 200 g of the regenerator material according to Comparative Example 5 prepared as described above is charged into the low-temperature side of the second-stage regenerator of the two-stage expansion type GM refrigerator 10 shown in FIG. Was assembled with a refrigerator according to Comparative Example 5 by charging 200 g of a Pb cold storage material, and a refrigeration test was performed to measure a refrigeration capacity at 4.2K.

【0147】上記冷凍試験の結果、4.2Kにおける冷
凍能力の初期値として0.73Wが得られた。また、2
40時間連続運転後の冷凍能力は0.42Wと低下し
た。特に蓄冷材に亀裂の発生が多く、経時的に冷凍能力
が低下することが判明した。
As a result of the refrigerating test, 0.73 W was obtained as the initial value of the refrigerating capacity at 4.2 K. Also, 2
The refrigeration capacity after continuous operation for 40 hours decreased to 0.42 W. In particular, it was found that cracks were frequently generated in the cold storage material, and the refrigerating ability was reduced with time.

【0148】次に添加物としてイットリアを添加した蓄
冷材の実施例を説明する。
Next, an embodiment of a regenerative material to which yttria is added as an additive will be described.

【0149】実施例5 平均粒径2μmのAl粉末とGd粉末とを
エチルアルコール中でボールミルを用いて24時間、混
合粉砕して原料混合体を調製した。次に得られた原料混
合体を乾燥した後に、温度1500℃で6時間仮焼結す
ることにより、酸化物焼結体としてのGdAlOを合
成した。
Example 5 An Al 2 O 3 powder and an Gd 2 O 3 powder having an average particle size of 2 μm were mixed and pulverized in ethyl alcohol using a ball mill for 24 hours to prepare a raw material mixture. Next, the obtained raw material mixture after drying, by 6 hours provisionally sintered at a temperature 1500 ° C., was synthesized GdAlO 3 as an oxide sintered body.

【0150】次に得られた焼結体に平均粒径が0.8μ
mのY粉末を3重量%添加した後に、さらにエチ
ルアルコール中でボールミルを用いて6時間粉砕した。
粉砕粉を乾燥後、転動造粒機を用いて造粒することによ
り、粒径が0.1〜0.4mmの造粒粒子を調製した。
さらに、得られた造粒粒子を温度1700℃で6時間焼
結することにより、ほぼ球状の磁性粒子から成る実施例
5に係る蓄冷材を製造した。また、結晶粒の等価円直径
の平均値は、3.6μmであった。
Next, the average particle size of the obtained sintered body was 0.8 μm.
After adding 3% by weight of m 2 Y 2 O 3 powder, the mixture was further ground in ethyl alcohol using a ball mill for 6 hours.
After the pulverized powder was dried, it was granulated using a tumbling granulator to prepare granulated particles having a particle size of 0.1 to 0.4 mm.
Further, the obtained granulated particles were sintered at a temperature of 1700 ° C. for 6 hours to produce a regenerator material according to Example 5 composed of substantially spherical magnetic particles. The average value of the equivalent circular diameter of the crystal grains was 3.6 μm.

【0151】そして、上記のように調製した実施例5に
係る蓄冷材200gを、図1に示す2段膨張式GM冷凍
機10の2段目蓄冷器の低温側に充填する一方、高温側
にはPb製蓄冷材を200g充填して実施例5に係る冷
凍機を組み立て冷凍試験を実施し、4.2Kにおける冷
凍能力を測定した。
Then, 200 g of the cold storage material according to Example 5 prepared as described above is charged into the low-temperature side of the second-stage regenerator of the two-stage expansion type GM refrigerator 10 shown in FIG. Was filled with 200 g of Pb cold storage material, assembled a refrigerator according to Example 5, performed a refrigeration test, and measured the refrigeration capacity at 4.2K.

【0152】上記冷凍試験の結果、4.2Kにおける冷
凍能力の初期値として0.74Wが得られた。また、2
40時間連続運転後の冷凍能力は0.73Wであり、安
定した冷凍性能が確認できた。さらに、運転終了後に蓄
冷器から蓄冷材を取り出して外観を観察したが、破壊さ
れた粒子や微粉の発生は認められなかった。したがっ
て、本実施例に係る蓄冷材によれば、4K領域における
冷凍能力が高く、特性が安定した冷凍機が実現可能とな
る。
As a result of the refrigerating test, 0.74 W was obtained as an initial value of the refrigerating capacity at 4.2 K. Also, 2
The refrigeration capacity after continuous operation for 40 hours was 0.73 W, and stable refrigeration performance was confirmed. Further, after the operation was completed, the regenerator material was taken out of the regenerator and the appearance was observed, but no generation of broken particles or fine powder was observed. Therefore, according to the cold storage material according to the present embodiment, a refrigerator having high refrigerating capacity in the 4K region and stable characteristics can be realized.

【0153】実施例6 平均粒径2μmのAl粉末とGd粉末とを
エチルアルコール中でボールミルを用いて24時間、混
合粉砕して原料混合体を調製した。次に得られた原料混
合体を乾燥した後に、温度1500℃で6時間仮焼結す
ることにより、酸化物焼結体としてのGdAlOを合
成した。
Example 6 Al 2 O 3 powder and Gd 2 O 3 powder having an average particle size of 2 μm were mixed and pulverized in ethyl alcohol using a ball mill for 24 hours to prepare a raw material mixture. Next, after drying the obtained raw material mixture, it was provisionally sintered at a temperature of 1500 ° C. for 6 hours to synthesize GdAlO 3 as an oxide sintered body.

【0154】次に得られた焼結体を、さらにエチルアル
コール中でボールミルを用いて6時間粉砕した。粉砕粉
を乾燥後、転動造粒機を用いて造粒することにより、粒
径が0.1〜0.4mmの造粒粒子を調製した。さら
に、得られた造粒粒子を温度1700℃で6時間焼結す
ることにより、ほぼ球状の磁性粒子から成る実施例6に
係る蓄冷材を製造した。結晶粒の等価円直径の平均値
は、3.3μmであった。
Next, the obtained sintered body was further pulverized in ethyl alcohol using a ball mill for 6 hours. After the pulverized powder was dried, it was granulated using a tumbling granulator to prepare granulated particles having a particle size of 0.1 to 0.4 mm. Further, the obtained granulated particles were sintered at a temperature of 1700 ° C. for 6 hours, thereby producing a regenerator material according to Example 6 comprising substantially spherical magnetic particles. The average value of the equivalent circular diameter of the crystal grains was 3.3 μm.

【0155】そして、上記のように調製した実施例6に
係る蓄冷材200gを、図1に示す2段膨張式GM冷凍
機10の2段目蓄冷器の低温側に充填する一方、高温側
にはPb製蓄冷材を200g充填して実施例6に係る冷
凍機を組み立て冷凍試験を実施し、4.2Kにおける冷
凍能力を測定した。
Then, 200 g of the cold storage material according to Example 6 prepared as described above is charged into the low-temperature side of the second-stage regenerator of the two-stage expansion type GM refrigerator 10 shown in FIG. Was filled with 200 g of Pb cold storage material, assembled a refrigerator according to Example 6, performed a refrigeration test, and measured the refrigeration capacity at 4.2K.

【0156】上記冷凍試験の結果、4.2Kにおける冷
凍能力の初期値として0.73Wが得られた。また、2
40時間連続運転後の冷凍能力は0.60Wであり、安
定した冷凍性能が確認できた。さらに、運転終了後に蓄
冷器から蓄冷材を取り出して外観を観察したが、破壊さ
れた粒子や微粉の発生は認められなかった。
As a result of the refrigeration test, 0.73 W was obtained as the initial value of the refrigeration capacity at 4.2 K. Also, 2
The refrigeration capacity after continuous operation for 40 hours was 0.60 W, and stable refrigeration performance was confirmed. Further, after the operation was completed, the regenerator material was taken out of the regenerator and the appearance was observed, but no generation of broken particles or fine powder was observed.

【0157】次に熱プラズマ法によって球状化した蓄冷
材の実施例を説明する。
Next, an embodiment of a regenerative material made spherical by a thermal plasma method will be described.

【0158】実施例7 平均粒径3μmのAl粉末とGd粉末とを
エチルアルコール中でボールミルを用いて24時間、混
合粉砕して原料混合体を調製した。次に得られた原料混
合体を乾燥した後に、温度1500℃で6時間仮焼結す
ることにより、酸化物焼結体としてのGdAlOを合
成した。
Example 7 A mixture of raw materials was prepared by mixing and pulverizing Al 2 O 3 powder and Gd 2 O 3 powder having an average particle size of 3 μm in ethyl alcohol using a ball mill for 24 hours. Next, after drying the obtained raw material mixture, it was provisionally sintered at a temperature of 1500 ° C. for 6 hours to synthesize GdAlO 3 as an oxide sintered body.

【0159】次に得られた焼結体を、さらにエチルアル
コール中でボールミルを用いて6時間粉砕した。粉砕粉
を乾燥後、転動造粒機を用いて造粒することにより、粒
径が0.1〜0.4mmの造粒粒子を調製した。さら
に、得られた造粒粒子を図3に示す熱プラズマ装置で発
生したプラズマフレーム中に供給して溶融せしめ、さら
に球状状態のまま急冷凝固させることにより、ほぼ球状
の磁性粒子を調製し、さらに大気中で1700℃で2時
間の熱処理を実施することにより実施例7に係る蓄冷材
を製造した。
Next, the obtained sintered body was further pulverized in ethyl alcohol using a ball mill for 6 hours. After the pulverized powder was dried, it was granulated using a tumbling granulator to prepare granulated particles having a particle size of 0.1 to 0.4 mm. Further, the obtained granulated particles are supplied into a plasma flame generated by a thermal plasma apparatus shown in FIG. 3 to be melted, and then rapidly solidified in a spherical state to prepare substantially spherical magnetic particles. The heat storage material according to Example 7 was manufactured by performing a heat treatment at 1700 ° C. for 2 hours in the air.

【0160】得られた球状の蓄冷材粒子から200個の
粒子を無作為に抽出し、走査型電子顕微鏡(SEM)で
表面状態を観察したところ、粒子表面に長さ10μm以
上の亀裂が2個以上ある粒子が5個あり、その存在割合
は2.5%であった。また、結晶粒の等価円直径の平均
値は、6.4μmであった。
[0160] 200 particles were randomly extracted from the obtained spherical cold storage material particles, and the surface condition was observed with a scanning electron microscope (SEM). As a result, two cracks having a length of 10 µm or more were found on the particle surface. There were five such particles, and the abundance was 2.5%. The average value of the equivalent circular diameter of the crystal grains was 6.4 μm.

【0161】そして、上記のように調製した実施例7に
係る蓄冷材200gを、図1に示す2段膨張式GM冷凍
機10の2段目蓄冷器の低温側に充填する一方、高温側
にはPb製蓄冷材を200g充填して実施例7に係る冷
凍機を組み立て冷凍試験を実施し、4.2Kにおける冷
凍能力を測定した。
Then, 200 g of the cold storage material according to Example 7 prepared as described above is charged into the low-temperature side of the second-stage regenerator of the two-stage expansion type GM refrigerator 10 shown in FIG. Was filled with 200 g of Pb cold storage material, assembled a refrigerator according to Example 7, performed a refrigeration test, and measured the refrigeration capacity at 4.2K.

【0162】上記冷凍試験の結果、4.2Kにおける冷
凍能力の初期値として0.72Wが得られた。また、2
40時間連続運転後の冷凍能力は0.71Wであり、安
定した冷凍性能が確認できた。さらに、運転終了後に蓄
冷器から蓄冷材を取り出して外観を観察したが、破壊さ
れた粒子や微粉の発生は認められなかった。
As a result of the refrigerating test, 0.72 W was obtained as the initial value of the refrigerating capacity at 4.2 K. Also, 2
The refrigerating capacity after continuous operation for 40 hours was 0.71 W, and stable refrigerating performance was confirmed. Further, after the operation was completed, the regenerator material was taken out of the regenerator and the appearance was observed, but no generation of broken particles or fine powder was observed.

【0163】実施例8 平均粒径3μmのAl粉末とGd粉末とを
エチルアルコール中でボールミルを用いて24時間、混
合粉砕して原料混合体を調製した。次に得られた原料混
合体を乾燥した後に、温度1500℃で6時間仮焼結す
ることにより、酸化物焼結体としてのGdAlOを合
成した。
Example 8 An Al 2 O 3 powder and a Gd 2 O 3 powder having an average particle size of 3 μm were mixed and pulverized in ethyl alcohol using a ball mill for 24 hours to prepare a raw material mixture. Next, after drying the obtained raw material mixture, it was provisionally sintered at a temperature of 1500 ° C. for 6 hours to synthesize GdAlO 3 as an oxide sintered body.

【0164】次に得られた焼結体を、さらにエチルアル
コール中でボールミルを用いて6時間粉砕した。粉砕粉
を乾燥後、転動造粒機を用いて造粒することにより、粒
径が0.1〜0.4mmの造粒粒子を調製した。さら
に、得られた造粒粒子を温度1700℃で6時間焼結す
ることにより、ほぼ球状の磁性粒子から成る実施例8に
係る蓄冷材を製造した。
Next, the obtained sintered body was further ground in ethyl alcohol using a ball mill for 6 hours. After the pulverized powder was dried, it was granulated using a tumbling granulator to prepare granulated particles having a particle size of 0.1 to 0.4 mm. Further, the obtained granulated particles were sintered at a temperature of 1700 ° C. for 6 hours to produce a cold storage material according to Example 8 consisting of substantially spherical magnetic particles.

【0165】得られた球状の蓄冷材粒子から200個の
粒子を無作為に抽出し、走査型電子顕微鏡(SEM)で
表面状態を観察したところ、粒子表面に長さ10μm以
上の亀裂が2個以上ある粒子が56個あり、その存在割
合は28%であった。また、結晶粒の等価円直径の平均
値は、3.1μmであった。
200 particles were randomly extracted from the obtained spherical regenerator particles, and the surface condition was observed by a scanning electron microscope (SEM). As a result, two cracks having a length of 10 μm or more were found on the particle surface. There were 56 such particles, and their abundance was 28%. The average value of the equivalent circular diameter of the crystal grains was 3.1 μm.

【0166】そして、上記のように調製した実施例8に
係る蓄冷材200gを、図1に示す2段膨張式GM冷凍
機10の2段目蓄冷器の低温側に充填する一方、高温側
にはPb製蓄冷材を200g充填して実施例8に係る冷
凍機を組み立て冷凍試験を実施し、4.2Kにおける冷
凍能力を測定した。
Then, 200 g of the cold storage material according to Example 8 prepared as described above is charged into the low-temperature side of the second-stage regenerator of the two-stage expansion type GM refrigerator 10 shown in FIG. Was filled with 200 g of Pb cold storage material, assembled a refrigerator according to Example 8, performed a refrigeration test, and measured the refrigeration capacity at 4.2K.

【0167】上記冷凍試験の結果、4.2Kにおける冷
凍能力の初期値として0.73Wが得られた。また、2
40時間連続運転後の冷凍能力は0.61Wであり、安
定した冷凍性能が確認できた。さらに、運転終了後に蓄
冷器から蓄冷材を取り出して外観を観察したが、破壊さ
れた粒子や微粉の発生は認められなかった。
As a result of the refrigerating test, 0.73 W was obtained as the initial value of the refrigerating capacity at 4.2 K. Also, 2
The refrigerating capacity after continuous operation for 40 hours was 0.61 W, and stable refrigerating performance was confirmed. Further, after the operation was completed, the regenerator material was taken out of the regenerator and the appearance was observed, but no generation of broken particles or fine powder was observed.

【0168】実施例9 平均粒径8μmのAl粉末とGd粉末とを
エチルアルコール中でボールミルを用いて24時間、混
合粉砕して原料混合体を調製した。次に得られた原料混
合体を乾燥した後に、温度1500℃で6時間仮焼結す
ることにより、酸化物焼結体としてのGdAlOを合
成した。
Example 9 Al 2 O 3 powder and Gd 2 O 3 powder having an average particle size of 8 μm were mixed and pulverized in ethyl alcohol using a ball mill for 24 hours to prepare a raw material mixture. Next, after drying the obtained raw material mixture, it was provisionally sintered at a temperature of 1500 ° C. for 6 hours to synthesize GdAlO 3 as an oxide sintered body.

【0169】次に得られた焼結体を、さらにエチルアル
コール中でボールミルを用いて6時間粉砕した。粉砕粉
を乾燥後、転動造粒機を用いて造粒することにより、粒
径が0.1〜0.4mmの造粒粒子を調製した。さら
に、得られた造粒粒子を図3に示す熱プラズマ装置で発
生したプラズマフレーム中に供給して溶融せしめ、さら
に球状状態のまま急冷凝固させることにより、ほぼ球状
の磁性粒子を調製し、さらに得られた球状粒子を大気中
で1700℃で2時間の熱処理を実施することにより実
施例9に係る蓄冷材を製造した。
Next, the obtained sintered body was further pulverized in ethyl alcohol using a ball mill for 6 hours. After the pulverized powder was dried, it was granulated using a tumbling granulator to prepare granulated particles having a particle size of 0.1 to 0.4 mm. Further, the obtained granulated particles are supplied into a plasma flame generated by a thermal plasma apparatus shown in FIG. 3 to be melted, and then rapidly solidified in a spherical state to prepare substantially spherical magnetic particles. The obtained spherical particles were subjected to a heat treatment at 1700 ° C. for 2 hours in the air to produce a cold storage material according to Example 9.

【0170】得られた球状の蓄冷材粒子から200個の
粒子を無作為に抽出し、各粒子を透明な樹脂に埋め込
み、さらに各粒子の断面が露出するまで研磨した。そし
て、各粒子の断面を走査型電子顕微鏡(SEM)で表面
状態を観察したところ、粒子の表面粗さの最大高さが1
0μm以上である粒子が4個存在し、その存在割合は2
%であった。また、結晶粒の等価円直径の平均値は、
5.4μmであった。
200 particles were randomly extracted from the obtained spherical regenerative particles, each particle was embedded in a transparent resin, and polished until the cross section of each particle was exposed. When the surface state of the cross section of each particle was observed with a scanning electron microscope (SEM), the maximum height of the surface roughness of the particle was 1%.
There are four particles having a size of 0 μm or more, and the presence ratio is 2
%Met. The average value of the equivalent circular diameter of the crystal grains is
It was 5.4 μm.

【0171】そして、上記のように調製した実施例9に
係る蓄冷材200gを、図1に示す2段膨張式GM冷凍
機10の2段目蓄冷器の低温側に充填する一方、高温側
にはPb製蓄冷材を200g充填して実施例9に係る冷
凍機を組み立て冷凍試験を実施し、4.2Kにおける冷
凍能力を測定した。
Then, 200 g of the cold storage material according to the ninth embodiment prepared as described above is charged into the low-temperature side of the second-stage regenerator of the two-stage expansion type GM refrigerator 10 shown in FIG. Was filled with 200 g of Pb cold storage material, assembled a refrigerator according to Example 9, performed a refrigeration test, and measured the refrigeration capacity at 4.2K.

【0172】上記冷凍試験の結果、4.2Kにおける冷
凍能力の初期値として0.73Wが得られた。また、2
40時間連続運転後の冷凍能力は0.72Wであり、安
定した冷凍性能が確認できた。さらに、運転終了後に蓄
冷器から蓄冷材を取り出して外観を観察したが、破壊さ
れた粒子や微粉の発生は認められなかった。
As a result of the refrigerating test, 0.73 W was obtained as an initial value of the refrigerating capacity at 4.2 K. Also, 2
The refrigerating capacity after continuous operation for 40 hours was 0.72 W, and stable refrigerating performance was confirmed. Further, after the operation was completed, the regenerator material was taken out of the regenerator and the appearance was observed, but no generation of broken particles or fine powder was observed.

【0173】実施例10 平均粒径8μmのAl粉末とGd粉末とを
エチルアルコール中でボールミルを用いて24時間、混
合粉砕して原料混合体を調製した。次に得られた原料混
合体を乾燥した後に、温度1500℃で6時間仮焼結す
ることにより、酸化物焼結体としてのGdAlOを合
成した。
Example 10 Al 2 O 3 powder and Gd 2 O 3 powder having an average particle size of 8 μm were mixed and pulverized in ethyl alcohol using a ball mill for 24 hours to prepare a raw material mixture. Next, after drying the obtained raw material mixture, it was provisionally sintered at a temperature of 1500 ° C. for 6 hours to synthesize GdAlO 3 as an oxide sintered body.

【0174】次に得られた焼結体を、さらにエチルアル
コール中でボールミルを用いて6時間粉砕した。粉砕粉
を乾燥後、転動造粒機を用いて造粒することにより、粒
径が0.1〜0.4mmの造粒粒子を調製した。さら
に、得られた造粒粒子を温度1700℃で6時間焼結す
ることにより、ほぼ球状の磁性粒子から成る実施例10
に係る蓄冷材を製造した。
Next, the obtained sintered body was further ground in ethyl alcohol using a ball mill for 6 hours. After the pulverized powder was dried, it was granulated using a tumbling granulator to prepare granulated particles having a particle size of 0.1 to 0.4 mm. Further, by sintering the obtained granulated particles at a temperature of 1700 ° C. for 6 hours, Example 10 consisting of substantially spherical magnetic particles was obtained.
Was produced.

【0175】得られた蓄冷材粒子から200個の粒子を
無作為に抽出し、各粒子を透明な樹脂に埋め込み、さら
に各粒子の断面が露出するまで研磨した。そして、各粒
子の断面を走査型電子顕微鏡(SEM)で観察したとこ
ろ、粒子の表面粗さの最大高さが10μm以上である粒
子が70個存在し、その存在割合は35%であった。ま
た、結晶粒の等価円直径の平均値は、8.5μmであっ
た。
200 particles were randomly extracted from the obtained regenerator material particles, each particle was embedded in a transparent resin, and further polished until the cross section of each particle was exposed. When the cross section of each particle was observed with a scanning electron microscope (SEM), 70 particles having a maximum surface roughness of 10 μm or more were present, and the abundance was 35%. The average value of the equivalent circular diameter of the crystal grains was 8.5 μm.

【0176】そして、上記のように調製した実施例10
に係る蓄冷材200gを、図1に示す2段膨張式GM冷
凍機10の2段目蓄冷器の低温側に充填する一方、高温
側にはPb製蓄冷材を200g充填して実施例10に係
る冷凍機を組み立て冷凍試験を実施し、4.2Kにおけ
る冷凍能力を測定した。
Then, Example 10 prepared as described above was used.
200 g of the cold storage material according to Example 1 was charged into the low-temperature side of the second-stage regenerator of the two-stage expansion type GM refrigerator 10 shown in FIG. The refrigerator was assembled and a refrigeration test was performed to measure the refrigeration capacity at 4.2K.

【0177】上記冷凍試験の結果、4.2Kにおける冷
凍能力の初期値として0.71Wが得られた。また、2
40時間連続運転後の冷凍能力は0.59Wであり、安
定した冷凍性能が確認できた。さらに、運転終了後に蓄
冷器から蓄冷材を取り出して外観を観察したが、破壊さ
れた粒子や微粉の発生は認められなかった。
As a result of the refrigerating test, 0.71 W was obtained as the initial value of the refrigerating capacity at 4.2 K. Also, 2
The refrigeration capacity after continuous operation for 40 hours was 0.59 W, and stable refrigeration performance was confirmed. Further, after the operation was completed, the regenerator material was taken out of the regenerator and the appearance was observed, but no generation of broken particles or fine powder was observed.

【0178】次に熱プラズマ法によって調製した磁性粒
子に対して熱処理を行った場合の効果について以下の実
施例に基づいて説明する。
Next, the effect of a heat treatment performed on the magnetic particles prepared by the thermal plasma method will be described with reference to the following examples.

【0179】実施例11 平均粒径8μmのAl粉末とGd粉末とを
エチルアルコール中でボールミルを用いて24時間、混
合粉砕して原料混合体を調製した。次に得られた原料混
合体を乾燥した後に、温度1500℃で6時間仮焼結す
ることにより、酸化物焼結体としてのGdAlOを合
成した。
Example 11 Al 2 O 3 powder and Gd 2 O 3 powder having an average particle size of 8 μm were mixed and pulverized in ethyl alcohol using a ball mill for 24 hours to prepare a raw material mixture. Next, after drying the obtained raw material mixture, it was provisionally sintered at a temperature of 1500 ° C. for 6 hours to synthesize GdAlO 3 as an oxide sintered body.

【0180】次に得られた焼結体を、さらにエチルアル
コール中でボールミルを用いて6時間粉砕した。粉砕粉
を乾燥後、転動造粒機を用いて造粒することにより、粒
径が0.1〜0.4mmの造粒粒子を調製した。さら
に、得られた造粒粒子を図3に示す熱プラズマ装置で発
生したプラズマフレーム中に供給して溶融せしめ、さら
に球状状態のまま急冷凝固させることにより、ほぼ球状
の磁性粒子を調製し、さらに得られた球状粒子を大気中
で温度1700℃で2時間熱処理を実施することによ
り、表面性状が良好な磁性粒子から成る実施例11に係
る蓄冷材を製造した。
Next, the obtained sintered body was further pulverized in ethyl alcohol using a ball mill for 6 hours. After the pulverized powder was dried, it was granulated using a tumbling granulator to prepare granulated particles having a particle size of 0.1 to 0.4 mm. Further, the obtained granulated particles are supplied into a plasma flame generated by a thermal plasma apparatus shown in FIG. 3 to be melted, and then rapidly solidified in a spherical state to prepare substantially spherical magnetic particles. The obtained spherical particles were subjected to a heat treatment in the atmosphere at a temperature of 1700 ° C. for 2 hours to produce a regenerator material according to Example 11 composed of magnetic particles having good surface properties.

【0181】得られた球状の蓄冷材粒子から200個の
粒子を無作為に抽出し、各粒子を透明な樹脂に埋め込
み、さらに各粒子の断面が露出するまで研磨した。そし
て、各粒子の表面部および断面組織を走査型電子顕微鏡
(SEM)で表面状態を観察したところ、図8〜図11
に示す組織写真が得られた。これらの組織写真に基づい
て形状分析を行った結果、粒子の表面粗さの最大高さが
10μm以上である粒子は存在しなかった。また、結晶
粒の等価円直径の平均値は、6.6μmであった。
From the obtained spherical regenerator particles, 200 particles were randomly extracted, each particle was embedded in a transparent resin, and further polished until the cross section of each particle was exposed. Then, when the surface state and cross-sectional structure of each particle were observed with a scanning electron microscope (SEM), the surface state was observed.
Was obtained. As a result of shape analysis based on these micrographs, no particles having a maximum surface roughness of 10 μm or more were found. The average value of the equivalent circular diameter of the crystal grains was 6.6 μm.

【0182】そして、上記のように調製した実施例11
に係る蓄冷材50gを、図1に示す2段膨張式GM冷凍
機10の2段目蓄冷器の最低温側に充填する一方、その
高温側には150gのHoCu蓄冷材を充填するとと
もに、さらにその高温側にPb製蓄冷材を200g充填
して実施例11に係る冷凍機を組み立て1Hzの運転周
波数で冷凍試験を実施し、4.2Kにおける冷凍能力を
測定した。
Then, Example 11 prepared as described above was used.
While filling 50 g of the cold storage material according to the above into the lowest temperature side of the second stage regenerator of the two-stage expansion type GM refrigerator 10 shown in FIG. 1, while filling 150 g of the HoCu 2 cold storage material on its high temperature side, Further, the refrigerator of Example 11 was assembled by filling 200 g of Pb cold storage material on the high temperature side, and a refrigerating test was performed at an operating frequency of 1 Hz, and the refrigerating capacity at 4.2 K was measured.

【0183】上記冷凍試験の結果、4.2Kにおける冷
凍能力の初期値として0.86Wが得られた。また、2
40時間連続運転後の冷凍能力は0.85Wであり、安
定した冷凍性能が確認できた。さらに、運転終了後に蓄
冷器から蓄冷材を取り出して外観を観察したが、破壊さ
れた粒子や微粉の発生は認められなかった。
As a result of the refrigerating test, 0.86 W was obtained as the initial value of the refrigerating capacity at 4.2 K. Also, 2
The refrigeration capacity after continuous operation for 40 hours was 0.85 W, and stable refrigeration performance was confirmed. Further, after the operation was completed, the regenerator material was taken out of the regenerator and the appearance was observed, but no generation of broken particles or fine powder was observed.

【0184】実施例12 実施例11において熱プラズマ法によって球状化した磁
性粒子に対して熱処理を実施せずに、そのまま実施例1
2に係る蓄冷材とした。
Example 12 In Example 11, the heat treatment was not performed on the magnetic particles spheroidized by the thermal plasma method, and
2 was used as the cold storage material.

【0185】得られた蓄冷材粒子から200個の粒子を
無作為に抽出し、各粒子を透明な樹脂に埋め込み、さら
に各粒子の断面が露出するまで研磨した。そして、各粒
子の断面を走査型電子顕微鏡(SEM)で観察したとこ
ろ、粒子の表面粗さの最大高さが10μm以上である粒
子が2個存在し、その存在割合は1%であった。また、
結晶粒の等価円直径の平均値は、5.2μmであった。
200 particles were randomly extracted from the obtained regenerator particles, each particle was embedded in a transparent resin, and polished until the cross section of each particle was exposed. When the cross section of each particle was observed by a scanning electron microscope (SEM), two particles having a maximum surface roughness of 10 μm or more were present, and the abundance was 1%. Also,
The average value of the equivalent circular diameter of the crystal grains was 5.2 μm.

【0186】そして、上記のように調製した実施例12
に係る蓄冷材200gを、図1に示す2段膨張式GM冷
凍機10の2段目蓄冷器の最低温側に充填する一方、そ
の高温側には150gのHoCu蓄冷材を充填すると
ともに、さらにその高温側にPb製蓄冷材を200g充
填して実施例12に係る冷凍機を組み立て実施例11と
同様に冷凍試験を実施し、4.2Kにおける冷凍能力を
測定した。
Then, Example 12 prepared as described above was used.
While 200 g of the cold storage material according to the above is filled in the lowest temperature side of the second stage regenerator of the two-stage expansion type GM refrigerator 10 shown in FIG. 1, while the high temperature side is filled with 150 g of HoCu 2 cold storage material, Further, 200 g of Pb cold storage material was filled on the high-temperature side, a refrigerator according to Example 12 was assembled, and a refrigeration test was performed in the same manner as in Example 11, and the refrigeration capacity at 4.2K was measured.

【0187】上記冷凍試験の結果、4.2Kにおける冷
凍能力の初期値として0.41Wが得られた。すなわち
実施例11と実施例12との比較で明らかなように、熱
プラズマ法によって球状化した磁性粒子に対して、さら
に熱処理を施すことにより、粒子組織中に生成していた
アモルファス相などの非平衡相がペロブスカイト相など
の比熱特性に優れた結晶相へと再合成されるため、4K
領域の冷凍能力が高く、冷凍能力が飛躍的に改善される
ことが判明した。
As a result of the freezing test, 0.41 W was obtained as the initial value of the freezing capacity at 4.2K. That is, as is apparent from a comparison between Example 11 and Example 12, by subjecting the magnetic particles spherical by the thermal plasma method to a further heat treatment, non-magnetic particles such as an amorphous phase generated in the particle structure are obtained. Since the equilibrium phase is re-synthesized into a crystalline phase having excellent specific heat properties such as a perovskite phase, 4K
It was found that the refrigerating capacity of the region was high, and the refrigerating capacity was dramatically improved.

【0188】次に空隙を有する粒子の存在割合を規定し
た蓄冷材の実施例を説明する。
Next, an embodiment of a regenerative material in which the proportion of particles having voids is defined will be described.

【0189】実施例13 平均粒径6μmのAl粉末とGd粉末とを
エチルアルコール中でボールミルを用いて24時間、混
合粉砕して原料混合体を調製した。次に得られた原料混
合体を乾燥した後に、温度1200℃で6時間仮焼結す
ることにより、酸化物焼結体としてのGdAlOを合
成した。
Example 13 Al 2 O 3 powder and Gd 2 O 3 powder having an average particle diameter of 6 μm were mixed and pulverized in ethyl alcohol using a ball mill for 24 hours to prepare a raw material mixture. Next, after drying the obtained raw material mixture, it was provisionally sintered at a temperature of 1200 ° C. for 6 hours to synthesize GdAlO 3 as an oxide sintered body.

【0190】次に得られた焼結体を、さらにエチルアル
コール中でボールミルを用いて6時間粉砕した。粉砕粉
を乾燥後、転動造粒機を用いて造粒することにより、粒
径が0.1〜0.4mmの造粒粒子を調製した。さら
に、得られた造粒粒子を図3に示す熱プラズマ装置で発
生したプラズマフレームの端部に供給して溶融せしめ、
さらに球状状態のまま凝固させることにより、ほぼ球状
の磁性粒子から成る実施例13に係る蓄冷材を製造し
た。
Next, the obtained sintered body was further pulverized in ethyl alcohol using a ball mill for 6 hours. After the pulverized powder was dried, it was granulated using a tumbling granulator to prepare granulated particles having a particle size of 0.1 to 0.4 mm. Further, the obtained granulated particles are supplied to the end of the plasma frame generated by the thermal plasma device shown in FIG.
Further, by solidifying in a spherical state, a cold storage material according to Example 13 consisting of substantially spherical magnetic particles was produced.

【0191】得られた蓄冷材粒子から200個の粒子を
無作為に抽出し、各粒子を透明な樹脂に埋め込み、さら
に各粒子の断面が露出するまで研磨した。そして、各粒
子の断面を走査型電子顕微鏡(SEM)で観察したとこ
ろ、粒子内部に最大幅20μm以上の空隙がある粒子が
34個存在し、その存在割合は17%であった。また、
結晶粒の等価円直径の平均値は、6.5μmであった。
From the obtained regenerator particles, 200 particles were randomly extracted, each particle was embedded in a transparent resin, and further polished until the cross section of each particle was exposed. When the cross section of each particle was observed with a scanning electron microscope (SEM), 34 particles having a void having a maximum width of 20 μm or more were present inside the particle, and the abundance ratio was 17%. Also,
The average value of the equivalent circular diameter of the crystal grains was 6.5 μm.

【0192】そして、上記のように調製した実施例13
に係る蓄冷材200gを、図1に示す2段膨張式GM冷
凍機10の2段目蓄冷器の低温側に充填する一方、高温
側にはPb製蓄冷材を200g充填して実施例13に係
る冷凍機を組み立て冷凍試験を実施し、4.2Kにおけ
る冷凍能力を測定した。
Then, Example 13 prepared as described above was used.
In the thirteenth embodiment, 200 g of the cold storage material according to Example 1 was charged into the low-temperature side of the second-stage regenerator of the two-stage expansion type GM refrigerator 10 shown in FIG. The refrigerator was assembled and a refrigeration test was performed to measure the refrigeration capacity at 4.2K.

【0193】上記冷凍試験の結果、4.2Kにおける冷
凍能力の初期値として0.72Wが得られた。また、2
40時間連続運転後の冷凍能力は0.72Wであり、安
定した冷凍性能が確認できた。さらに、運転終了後に蓄
冷器から蓄冷材を取り出して外観を観察したが、破壊さ
れた粒子や微粉の発生は認められなかった。
As a result of the refrigerating test, 0.72 W was obtained as the initial value of the refrigerating capacity at 4.2 K. Also, 2
The refrigerating capacity after continuous operation for 40 hours was 0.72 W, and stable refrigerating performance was confirmed. Further, after the operation was completed, the regenerator material was taken out of the regenerator and the appearance was observed, but no generation of broken particles or fine powder was observed.

【0194】実施例14 平均粒径6μmのAl粉末とGd粉末とを
エチルアルコール中でボールミルを用いて24時間、混
合粉砕して原料混合体を調製した。次に得られた原料混
合体を乾燥した後に、温度1200℃で6時間仮焼結す
ることにより、酸化物焼結体としてのGdAlOを合
成した。
Example 14 Al 2 O 3 powder and Gd 2 O 3 powder having an average particle diameter of 6 μm were mixed and pulverized in ethyl alcohol using a ball mill for 24 hours to prepare a raw material mixture. Next, after drying the obtained raw material mixture, it was provisionally sintered at a temperature of 1200 ° C. for 6 hours to synthesize GdAlO 3 as an oxide sintered body.

【0195】次に得られた焼結体を、さらにエチルアル
コール中でボールミルを用いて6時間粉砕した。粉砕粉
を乾燥後、転動造粒機を用いて造粒することにより、粒
径が0.1〜0.4mmの造粒粒子を調製した。さら
に、得られた造粒粒子を温度1600℃で5時間焼結す
ることにより、ほぼ球状の磁性粒子から成る実施例14
に係る蓄冷材を製造した。
Next, the obtained sintered body was further pulverized in ethyl alcohol using a ball mill for 6 hours. After the pulverized powder was dried, it was granulated using a tumbling granulator to prepare granulated particles having a particle size of 0.1 to 0.4 mm. Further, by sintering the obtained granulated particles at a temperature of 1600 ° C. for 5 hours, Example 14 consisting of substantially spherical magnetic particles was obtained.
Was produced.

【0196】得られた蓄冷材粒子から200個の粒子を
無作為に抽出し、各粒子を透明な樹脂に埋め込み、さら
に各粒子の断面が露出するまで研磨した。そして、各粒
子の断面を走査型電子顕微鏡(SEM)で観察したとこ
ろ、粒子内部に最大幅20μm以上の空隙がある粒子が
84個存在し、その存在割合は42%であった。また、
結晶粒の等価円直径の平均値は、6.1μmであった。
From the obtained regenerator particles, 200 particles were randomly extracted, embedded in a transparent resin, and polished until the cross section of each particle was exposed. When the cross section of each particle was observed with a scanning electron microscope (SEM), there were 84 particles having voids having a maximum width of 20 μm or more inside the particles, and the abundance was 42%. Also,
The average equivalent circle diameter of the crystal grains was 6.1 μm.

【0197】そして、上記のように調製した実施例14
に係る蓄冷材200gを、図1に示す2段膨張式GM冷
凍機10の2段目蓄冷器の低温側に充填する一方、高温
側にはPb製蓄冷材を200g充填して実施例14に係
る冷凍機を組み立て冷凍試験を実施し、4.2Kにおけ
る冷凍能力を測定した。
Then, Example 14 prepared as described above was used.
200 g of the cold storage material according to Example 1 was charged into the low-temperature side of the second-stage regenerator of the two-stage expansion type GM refrigerator 10 shown in FIG. The refrigerator was assembled and a refrigeration test was performed to measure the refrigeration capacity at 4.2K.

【0198】上記冷凍試験の結果、4.2Kにおける冷
凍能力の初期値として0.71Wが得られた。また、2
40時間連続運転後の冷凍能力は0.58Wであり、安
定した冷凍性能が確認できた。さらに、運転終了後に蓄
冷器から蓄冷材を取り出して外観を観察したが、破壊さ
れた粒子や微粉の発生は認められなかった。
As a result of the refrigerating test, 0.71 W was obtained as an initial value of the refrigerating capacity at 4.2 K. Also, 2
The refrigerating capacity after continuous operation for 40 hours was 0.58 W, and stable refrigerating performance was confirmed. Further, after the operation was completed, the regenerator material was taken out of the regenerator and the appearance was observed, but no generation of broken particles or fine powder was observed.

【0199】次に添加物としてのSi,Na,Feの含
有量を規定した蓄冷材の実施例を説明する。
Next, an embodiment of a regenerative material in which the contents of Si, Na and Fe as additives are specified will be described.

【0200】実施例15 Si,Na,Feの合計含有量が230ppmであり、
平均粒径が1μmのAl粉末とGd粉末と
をエチルアルコール中でボールミルを用いて4時間、混
合粉砕して原料混合体を調製した。次に得られた原料混
合体を乾燥した後に、温度1400℃で3時間仮焼結す
ることにより、酸化物焼結体としてのGdAlOを合
成した。
Example 15 The total content of Si, Na and Fe was 230 ppm.
Al 2 O 3 powder and Gd 2 O 3 powder having an average particle diameter of 1 μm were mixed and pulverized in ethyl alcohol for 4 hours using a ball mill to prepare a raw material mixture. Next, after drying the obtained raw material mixture, it was provisionally sintered at a temperature of 1400 ° C. for 3 hours to synthesize GdAlO 3 as an oxide sintered body.

【0201】次に得られた焼結体を、さらにエチルアル
コール中でボールミルを用いて3時間粉砕した。粉砕粉
を乾燥後、転動造粒機を用いて造粒することにより、粒
径が0.1〜0.4mmの造粒粒子を調製した。さら
に、得られた造粒粒子を温度1700℃で6時間焼結す
ることにより、ほぼ球状の磁性粒子から成る実施例15
に係る蓄冷材を製造した。以上の製造工程はクリーンル
ーム内で実施した。
Next, the obtained sintered body was further pulverized in ethyl alcohol using a ball mill for 3 hours. After the pulverized powder was dried, it was granulated using a tumbling granulator to prepare granulated particles having a particle size of 0.1 to 0.4 mm. Further, by sintering the obtained granulated particles at a temperature of 1700 ° C. for 6 hours, Example 15 consisting of substantially spherical magnetic particles was obtained.
Was produced. The above manufacturing steps were performed in a clean room.

【0202】得られた蓄冷材粒子におけるSi,Naお
よびFeの合計含有量をICP法により分析したとこ
ろ、540ppmであった。また、結晶粒の等価円直径
の平均値は、1.5μmであった。
The total content of Si, Na and Fe in the obtained regenerator particles was analyzed by ICP method and found to be 540 ppm. The average equivalent circle diameter of the crystal grains was 1.5 μm.

【0203】そして、上記のように調製した実施例15
に係る蓄冷材200gを、図1に示す2段膨張式GM冷
凍機10の2段目蓄冷器の低温側に充填する一方、高温
側にはPb製蓄冷材を200g充填して実施例15に係
る冷凍機を組み立て冷凍試験を実施し、4.2Kにおけ
る冷凍能力を測定した。
Then, Example 15 prepared as described above was used.
200 g of the cold storage material according to Example 1 was charged into the low-temperature side of the second-stage regenerator of the two-stage expansion type GM refrigerator 10 shown in FIG. The refrigerator was assembled and a refrigeration test was performed to measure the refrigeration capacity at 4.2K.

【0204】上記冷凍試験の結果、4.2Kにおける冷
凍能力の初期値として0.68Wが得られた。また、2
40時間連続運転後の冷凍能力は0.65Wであり、安
定した冷凍性能が確認できた。さらに、運転終了後に蓄
冷器から蓄冷材を取り出して外観を観察したが、破壊さ
れた粒子や微粉の発生は認められなかった。
As a result of the freezing test, 0.68 W was obtained as an initial value of the freezing capacity at 4.2K. Also, 2
The refrigeration capacity after continuous operation for 40 hours was 0.65 W, and stable refrigeration performance was confirmed. Further, after the operation was completed, the regenerator material was taken out of the regenerator and the appearance was observed, but no generation of broken particles or fine powder was observed.

【0205】実施例16 Si,Na,Feの合計含有量が2.3重量%であり、
平均粒径が1μmのAl粉末とGd粉末と
をエチルアルコール中でボールミルを用いて4時間、混
合粉砕して原料混合体を調製した。次に得られた原料混
合体を乾燥した後に、温度1400℃で3時間仮焼結す
ることにより、酸化物焼結体としてのGdAlOを合
成した。
Example 16 The total content of Si, Na and Fe was 2.3% by weight,
Al 2 O 3 powder and Gd 2 O 3 powder having an average particle diameter of 1 μm were mixed and pulverized in ethyl alcohol for 4 hours using a ball mill to prepare a raw material mixture. Next, after drying the obtained raw material mixture, it was provisionally sintered at a temperature of 1400 ° C. for 3 hours to synthesize GdAlO 3 as an oxide sintered body.

【0206】次に得られた焼結体を、さらにエチルアル
コール中でボールミルを用いて3時間粉砕した。粉砕粉
を乾燥後、転動造粒機を用いて造粒することにより、粒
径が0.1〜0.4mmの造粒粒子を調製した。さら
に、得られた造粒粒子を温度1700℃で6時間焼結す
ることにより、ほぼ球状の磁性粒子から成る実施例16
に係る蓄冷材を製造した。
Next, the obtained sintered body was further pulverized in ethyl alcohol using a ball mill for 3 hours. After the pulverized powder was dried, it was granulated using a tumbling granulator to prepare granulated particles having a particle size of 0.1 to 0.4 mm. Further, by sintering the obtained granulated particles at a temperature of 1700 ° C. for 6 hours, Example 16 consisting of substantially spherical magnetic particles was obtained.
Was produced.

【0207】得られた蓄冷材粒子におけるSi,Naお
よびFeの合計含有量をICP法により分析したとこ
ろ、2.4重量%であった。また、結晶粒の等価円直径
の平均値は、1.3μmであった。
The total content of Si, Na and Fe in the obtained regenerator particles was analyzed by ICP method and found to be 2.4% by weight. The average equivalent circle diameter of the crystal grains was 1.3 μm.

【0208】そして、上記のように調製した実施例16
に係る蓄冷材200gを、図1に示す2段膨張式GM冷
凍機10の2段目蓄冷器の低温側に充填する一方、高温
側にはPb製蓄冷材を200g充填して実施例16に係
る冷凍機を組み立て冷凍試験を実施し、4.2Kにおけ
る冷凍能力を測定した。
Then, Example 16 prepared as described above was used.
200 g of the cold storage material according to Example 1 was charged into the low-temperature side of the second stage regenerator of the two-stage expansion type GM refrigerator 10 shown in FIG. The refrigerator was assembled and a refrigeration test was performed to measure the refrigeration capacity at 4.2K.

【0209】上記冷凍試験の結果、4.2Kにおける冷
凍能力の初期値として0.75Wが得られた。また、2
40時間連続運転後の冷凍能力は0.59Wであり、安
定した冷凍性能が確認できた。さらに、運転終了後に蓄
冷器から蓄冷材を取り出して外観を観察したが、破壊さ
れた粒子や微粉の発生は認められなかった。
As a result of the refrigeration test, 0.75 W was obtained as the initial value of the refrigeration capacity at 4.2 K. Also, 2
The refrigeration capacity after continuous operation for 40 hours was 0.59 W, and stable refrigeration performance was confirmed. Further, after the operation was completed, the regenerator material was taken out of the regenerator and the appearance was observed, but no generation of broken particles or fine powder was observed.

【0210】比較例6 Si,Na,Feの合計含有量が1ppmであり、平均
粒径が1μmのAl粉末とGd粉末とをエ
チルアルコール中でボールミルを用いて4時間、混合粉
砕して原料混合体を調製した。次に得られた原料混合体
を乾燥した後に、温度1400℃で3時間仮焼結するこ
とにより、酸化物焼結体としてのGdAlOを合成し
た。
Comparative Example 6 Al 2 O 3 powder and Gd 2 O 3 powder having a total content of Si, Na and Fe of 1 ppm and an average particle size of 1 μm were mixed in ethyl alcohol for 4 hours by using a ball mill. The mixture was pulverized to prepare a raw material mixture. Next, the obtained raw material mixture after drying for 3 hrs provisionally sintered at a temperature 1400 ° C., was synthesized GdAlO 3 as an oxide sintered body.

【0211】次に得られた焼結体を、さらにエチルアル
コール中でボールミルを用いて3時間粉砕した。粉砕粉
を乾燥後、転動造粒機を用いて造粒することにより、粒
径が0.1〜0.4mmの造粒粒子を調製した。さら
に、得られた造粒粒子を温度1700℃で6時間焼結す
ることにより、ほぼ球状の磁性粒子から成る比較例6に
係る蓄冷材を製造した。以上の製造工程はクリーンルー
ム内で実施した。
Next, the obtained sintered body was further pulverized in ethyl alcohol using a ball mill for 3 hours. After the pulverized powder was dried, it was granulated using a tumbling granulator to prepare granulated particles having a particle size of 0.1 to 0.4 mm. Further, the obtained granulated particles were sintered at a temperature of 1700 ° C. for 6 hours to produce a regenerator material according to Comparative Example 6 composed of substantially spherical magnetic particles. The above manufacturing steps were performed in a clean room.

【0212】得られた蓄冷材粒子におけるSi,Naお
よびFeの合計含有量をICP法で測定したところ、2
ppmであった。また、結晶粒の等価円直径の平均値
は、24μmであった。
The total content of Si, Na and Fe in the obtained regenerator material particles was measured by ICP method.
ppm. The average value of the equivalent circular diameter of the crystal grains was 24 μm.

【0213】そして、上記のように調製した比較例6に
係る蓄冷材200gを、図1に示す2段膨張式GM冷凍
機10の2段目蓄冷器の低温側に充填する一方、高温側
にはPb製蓄冷材を200g充填して比較例6に係る冷
凍機を組み立て冷凍試験を実施し、4.2Kにおける冷
凍能力を測定した。
Then, 200 g of the cold storage material according to Comparative Example 6 prepared as described above was charged into the low-temperature side of the second-stage regenerator of the two-stage expansion type GM refrigerator 10 shown in FIG. Was assembled with a refrigerator according to Comparative Example 6 by charging 200 g of a Pb cold storage material, and performed a refrigeration test to measure the refrigeration capacity at 4.2K.

【0214】上記冷凍試験の結果、4.2Kにおける冷
凍能力の初期値として0.69Wが得られた。また、2
40時間連続運転後の冷凍能力は0.44Wに低下して
おり、冷凍性能が経時的に低下することが判明した。さ
らに、運転終了後に蓄冷器から蓄冷材を取り出して外観
を観察したところ、粉々に破壊された粒子や微粉の発生
が認められた。
As a result of the refrigerating test, 0.69 W was obtained as the initial value of the refrigerating capacity at 4.2 K. Also, 2
The refrigeration capacity after continuous operation for 40 hours was reduced to 0.44 W, and it was found that the refrigeration performance was reduced with time. Further, after the operation was completed, the regenerator material was taken out of the regenerator and the appearance was observed. As a result, generation of broken particles and fine powder was observed.

【0215】実施例17 ナトリウム(Na)の含有量が14ppmであり、平均
粒径が1μmのFe粉末とSiO粉末とGd
粉末とをモル比で4:2:5となるように配合し、
エチルアルコール中でボールミルを用いて4時間、混合
粉砕して原料混合体を調製した。次に得られた原料混合
体を乾燥した後に、温度1400℃で3時間仮焼結する
ことにより、酸化物焼結体としてのGdFe0.8Si
0.2 を合成した。合成した混合体を乾燥後、15
00℃で6時間焼結した。
[0215]Example 17 The content of sodium (Na) is 14 ppm, and the average
Fe with a particle size of 1 μm2O3Powder and SiO2Powder and Gd2
O3Powder and 4: 2: 5 in molar ratio,
Mix for 4 hours using a ball mill in ethyl alcohol
The mixture was pulverized to prepare a raw material mixture. Next, the raw material mixture obtained
After the body is dried, it is temporarily sintered at a temperature of 1400 ° C. for 3 hours.
Thus, GdFe as an oxide sintered body0.8Si
0.2O 3Was synthesized. After drying the synthesized mixture, 15
Sintered at 00 ° C for 6 hours.

【0216】次に得られた焼結体を、さらにエチルアル
コール中でボールミルを用いて6時間粉砕した。粉砕粉
を乾燥後、転動造粒機を用いて造粒することにより、粒
径が0.1〜0.4mmの造粒粒子を調製した。さら
に、得られた造粒粒子を図3に示す熱プラズマ装置に供
給し、溶融させ球状に急冷凝固させてGdFe0.8
0.2なる組成を有する球状粒子とした。さら
に、この球状粒子を大気中で温度1700℃で2時間熱
処理することにより、ほぼ球状の磁性粒子から成る実施
例17に係る蓄冷材を製造した。
Next, the obtained sintered body was further pulverized in ethyl alcohol using a ball mill for 6 hours. After the pulverized powder was dried, it was granulated using a tumbling granulator to prepare granulated particles having a particle size of 0.1 to 0.4 mm. Further, the obtained granulated particles are supplied to a thermal plasma apparatus shown in FIG. 3, and are melted and rapidly solidified into a sphere to form GdFe 0.8 S
Spherical particles having a composition of i 0.2 O 3 were obtained. Further, the spherical particles were heat-treated in the atmosphere at a temperature of 1700 ° C. for 2 hours to produce a cold storage material according to Example 17 composed of substantially spherical magnetic particles.

【0217】得られたGdFe0.8Si0.2
る組成の蓄冷材粒子に含有される不純物のNaの含有量
をICP法により分析したところ、15ppmであっ
た。また結晶粒の等価円直径の平均値は、6.1μmで
あった。
The content of Na as an impurity contained in the obtained regenerator particles having the composition of GdFe 0.8 Si 0.2 O 3 was analyzed by ICP method and found to be 15 ppm. The average value of the equivalent circular diameter of the crystal grains was 6.1 μm.

【0218】そして、上記のように調製した実施例17
に係る蓄冷材50gを、図1に示す2段膨張式GM冷凍
機10の2段目蓄冷器の最低温側に充填する一方、その
高温側には150gのHoCu蓄冷材を充填し、さら
にその高温側にはPb製蓄冷材を200g充填して実施
例17に係る冷凍機を組み立て、1Hzの運転周波数で
冷凍試験を実施し、4.2Kにおける冷凍能力を測定し
た。
Then, Example 17 prepared as described above was used.
Is charged into the lowest temperature side of the second-stage regenerator of the two-stage expansion type GM refrigerator 10 shown in FIG. 1, while the high-temperature side is filled with 150 g of HoCu 2 regenerative material. The high-temperature side was filled with 200 g of Pb cold storage material to assemble the refrigerator according to Example 17, and performed a refrigeration test at an operating frequency of 1 Hz, and measured the refrigeration capacity at 4.2K.

【0219】上記冷凍試験の結果、4.2Kにおける冷
凍能力の初期値として0.79Wが得られた。また、2
40時間連続運転後の冷凍能力は0.78Wであり、安
定した冷凍性能が確認できた。さらに、運転終了後に蓄
冷器から蓄冷材を取り出して外観を観察したが、破壊さ
れた粒子や微粉の発生は認められなかった。
As a result of the refrigerating test, 0.79 W was obtained as the initial value of the refrigerating capacity at 4.2 K. Also, 2
The refrigerating capacity after continuous operation for 40 hours was 0.78 W, and stable refrigerating performance was confirmed. Further, after the operation was completed, the regenerator material was taken out of the regenerator and the appearance was observed, but no generation of broken particles or fine powder was observed.

【0220】実施例18 ナトリウム(Na)の含有量が2.1質量%であり、平
均粒径が1μmのFe 粉末とSiO粉末とGd
粉末とをモル比で4:2:5となるように配合
し、エチルアルコール中でボールミルを用いて4時間、
混合粉砕して原料混合体を調製した。次に得られた原料
混合体を乾燥した後に、温度1400℃で3時間仮焼結
することにより、酸化物焼結体としてのGdFe0.8
Si0.2を合成した。
[0220]Example 18 A sodium (Na) content of 2.1% by mass;
Fe with an average particle size of 1 μm 2O3Powder and SiO2Powder and Gd
2O3Compounded with powder in a molar ratio of 4: 2: 5
4 hours using a ball mill in ethyl alcohol
The mixture was pulverized to prepare a raw material mixture. Raw materials obtained next
After the mixture is dried, it is temporarily sintered at a temperature of 1400 ° C. for 3 hours.
By doing so, GdFe as an oxide sintered body0.8
Si0.2O3Was synthesized.

【0221】次に得られた焼結体を、さらにエチルアル
コール中でボールミルを用いて6時間粉砕した。粉砕粉
を乾燥後、転動造粒機を用いて造粒することにより、粒
径が0.1〜0.4mmの造粒粒子を調製した。さら
に、得られた造粒粒子を図3に示す熱プラズマ装置に供
給し、溶融させて球状に急冷凝固させてGdFe0.8
Si0.2なる組成を有する球状粒子とした。さら
に、この球状粒子を大気中で温度1700℃で2時間熱
処理することにより、ほぼ球状の磁性粒子から成る実施
例18に係る蓄冷材を製造した。
Next, the obtained sintered body was further pulverized in ethyl alcohol using a ball mill for 6 hours. After the pulverized powder was dried, it was granulated using a tumbling granulator to prepare granulated particles having a particle size of 0.1 to 0.4 mm. Further, the obtained granulated particles are supplied to a thermal plasma apparatus shown in FIG. 3, where they are melted and rapidly solidified into a sphere to form GdFe 0.8
Spherical particles having a composition of Si 0.2 O 3 were obtained. Further, the spherical particles were heat-treated in the atmosphere at a temperature of 1700 ° C. for 2 hours to produce a regenerator material according to Example 18 composed of substantially spherical magnetic particles.

【0222】得られたGdFe0.8Si0.2
る組成の蓄冷材粒子に含有される不純物Naの含有量を
ICP法により分析したところ、2.1質量%であっ
た。また、結晶粒の等価円直径の平均値は、5.9μm
であった。
The content of the impurity Na contained in the obtained regenerator particles having the composition of GdFe 0.8 Si 0.2 O 3 was analyzed by ICP method and found to be 2.1% by mass. The average value of the equivalent circular diameter of the crystal grains is 5.9 μm
Met.

【0223】そして、上記のように調製した実施例18
に係る蓄冷材50gを、実施例11と同様に図1に示す
2段膨張式GM冷凍機10の2段目蓄冷器の最低温側に
充填する一方、その高温側には150gのHoCu
冷材を充填し、さらに、その高温側にはPb製蓄冷材を
200g充填して実施例18に係る冷凍機を組み立て実
施例17と同様に冷凍試験を実施し、4.2Kにおける
冷凍能力を測定した。
Example 18 prepared as described above
Is charged into the lowest temperature side of the second stage regenerator of the two-stage expansion type GM refrigerator 10 shown in FIG. 1 in the same manner as in the eleventh embodiment, and 150 g of HoCu 2 regenerative is stored on the high temperature side. The refrigerator was charged with 200 g of Pb cold storage material on the high-temperature side, and the refrigerator according to Example 18 was assembled. A refrigeration test was performed in the same manner as in Example 17, and the refrigeration capacity at 4.2 K was measured. did.

【0224】上記冷凍試験の結果、4.2Kにおける冷
凍能力の初期値として0.77Wが得られた。また、2
40時間連続運転後の冷凍能力は0.63Wであり、安
定した冷凍性能が確認できた。さらに、運転終了後に蓄
冷器から蓄冷材を取り出して外観を観察したが、破壊さ
れた粒子や微粉の発生は認められなかった。
As a result of the freezing test, 0.77 W was obtained as the initial value of the freezing capacity at 4.2K. Also, 2
The refrigeration capacity after continuous operation for 40 hours was 0.63 W, and stable refrigeration performance was confirmed. Further, after the operation was completed, the regenerator material was taken out of the regenerator and the appearance was observed, but no generation of broken particles or fine powder was observed.

【0225】次に前記一般式:Gd1−x1−y
なる組成を有する蓄冷材の実施例を説明する。
Next, the above general formula: Gd 1-x R x A 1-y
Examples of cold accumulating material having a B y O 3 having a composition will be described.

【0226】実施例19 平均粒径3μmのAl粉末とTb粉末とG
粉末とを、目的とする組成:Gd0.9Tb
0.1AlOとなるように配合し、エチルアルコール
中でボールミルを用いて24時間、混合粉砕して原料混
合体を調製した。次に得られた原料混合体を乾燥した後
に、温度1500℃で6時間仮焼結することにより、酸
化物焼結体を合成した。
Example 19 Al 2 O 3 powder having an average particle diameter of 3 μm, Tb 2 O 3 powder and G
d 2 O 3 powder and the desired composition: Gd 0.9 Tb
0.1 AlO 3 was mixed and pulverized in ethyl alcohol using a ball mill for 24 hours to prepare a raw material mixture. Next, after drying the obtained raw material mixture, it was temporarily sintered at a temperature of 1500 ° C. for 6 hours to synthesize an oxide sintered body.

【0227】次に得られた焼結体を、さらにエチルアル
コール中でボールミルを用いて6時間粉砕した。粉砕粉
を乾燥後、転動造粒機を用いて造粒することにより、粒
径が0.1〜0.4mmの造粒粒子を調製した。さら
に、得られた造粒粒子を図3に示す熱プラズマ装置で発
生したプラズマフレーム中に供給して溶融せしめ、さら
に球状状態のまま急冷凝固させることにより、ほぼ球状
の磁性粒子から成り、Gd0.9Tb0.1AlO
る組成を有する球状粒子を調製した。さらに、この球状
粒子を大気中で1700℃で2時間熱処理することによ
り、実施例19に係る蓄冷材を製造した。
Next, the obtained sintered body was further pulverized in ethyl alcohol using a ball mill for 6 hours. After the pulverized powder was dried, it was granulated using a tumbling granulator to prepare granulated particles having a particle size of 0.1 to 0.4 mm. Further, the obtained granulated particles were fed into a plasma flame generated in the thermal plasma device shown in FIG. 3 allowed melted, by further rapid solidification remains spherical state consists substantially spherical magnetic particles, Gd 0 Spherical particles having a composition of 0.9 Tb 0.1 AlO 3 were prepared. Further, the spherical particles were subjected to a heat treatment at 1700 ° C. for 2 hours in the air to produce a cold storage material according to Example 19.

【0228】得られたGd0.9Tb0.1AlO
る組成の極低温における比熱を断熱法により測定したと
ころ、4.5Kでの比熱が0.32J/Kcmであっ
た。また、球状の蓄冷材粒子から200個の粒子を無作
為に抽出し、走査型電子顕微鏡(SEM)で表面状態を
観察したところ、粒子表面に長さ10μm以上の亀裂が
2個以上ある粒子が5個あり、その存在割合は2.5%
であった。また結晶粒の等価円直径の平均値は、5.9
μmであった。
When the specific heat of the obtained composition of Gd 0.9 Tb 0.1 AlO 3 at an extremely low temperature was measured by an adiabatic method, the specific heat at 4.5 K was 0.32 J / Kcm 3 . In addition, 200 particles were randomly extracted from the spherical regenerator particles, and the surface state was observed with a scanning electron microscope (SEM). As a result, particles having two or more cracks with a length of 10 μm or more were found on the particle surface. There are 5 of them, and their presence ratio is 2.5%
Met. The average value of the equivalent circular diameter of the crystal grains is 5.9.
μm.

【0229】そして、上記のように調製した実施例19
に係る蓄冷材80gを、図1に示す2段膨張式GM冷凍
機10の2段目蓄冷器の最低温側に充填する一方、その
高温側には100gのHoCuを充填し、さらにその
高温側にはPb製蓄冷材を150g充填して実施例12
に係る冷凍機を組み立て1Hzの運転周波数で冷凍試験
を実施し、4.2Kにおける冷凍能力を測定した。
Example 19 prepared as described above
1 is filled in the lowest temperature side of the second-stage regenerator of the two-stage expansion type GM refrigerator 10 shown in FIG. 1, while 100 g of HoCu 2 is filled in the high-temperature side thereof. Example 12 was filled with 150 g of Pb cold storage material on the side.
And a refrigeration test was performed at an operation frequency of 1 Hz, and the refrigeration capacity at 4.2K was measured.

【0230】上記冷凍試験の結果、4.2Kにおける冷
凍能力の初期値として0.79Wが得られた。また、2
40時間連続運転後の冷凍能力は0.77Wであり、安
定した冷凍性能が確認できた。さらに、運転終了後に蓄
冷器から蓄冷材を取り出して外観を観察したが、破壊さ
れた粒子や微粉の発生は認められなかった。
As a result of the freezing test, 0.79 W was obtained as the initial value of the freezing capacity at 4.2K. Also, 2
The refrigerating capacity after continuous operation for 40 hours was 0.77 W, and stable refrigerating performance was confirmed. Further, after the operation was completed, the regenerator material was taken out of the regenerator and the appearance was observed, but no generation of broken particles or fine powder was observed.

【0231】実施例20 一方、磁性粒体の組成がGdAlOとなるように原料
粉末を配合した点以外は実施例19と同一条件で処理し
て実施例20に係る蓄冷材を調製した。得られた蓄冷材
を実施例19と同様に冷凍機の蓄冷器に充填して冷凍試
験を実施した。その結果、4.2Kにおける冷凍能力の
初期値は0.53Wであった。
Example 20 On the other hand, a regenerator material according to Example 20 was prepared by treating under the same conditions as in Example 19 except that the raw material powder was blended so that the composition of the magnetic particles was GdAlO 3 . The obtained regenerator material was filled in a regenerator of a refrigerator as in Example 19, and a refrigerating test was performed. As a result, the initial value of the refrigerating capacity at 4.2 K was 0.53 W.

【0232】実施例21〜41 磁性粒子が最終的に表1左欄に示す組成を有するように
金属酸化物粉末を配合した点以外は、実施例19と同一
条件で処理して各実施例に係る蓄冷材を調製した。得ら
れた各蓄冷材について、極低温域における比熱を断熱法
により測定して表1に示す結果を得た。磁性粒子の結晶
粒の等価円直径は5.0〜6.3の範囲であった。
Examples 21 to 41 Each of Examples 21 to 41 was treated under the same conditions as in Example 19 except that the metal oxide powder was finally blended to have the composition shown in the left column of Table 1. Such a cold storage material was prepared. For each of the obtained regenerator materials, the specific heat in an extremely low temperature range was measured by an adiabatic method, and the results shown in Table 1 were obtained. The equivalent circular diameter of the crystal grains of the magnetic particles was in the range of 5.0 to 6.3.

【0233】また、各実施例に係る蓄冷材を80gずつ
分取して、実施例19と同様にGM冷凍機の2段目蓄冷
器に充填して冷凍試験を実施し、4.2Kにおける冷凍
能力の初期値を測定して下記表1に示す結果を得た。な
お実施例20のデータをも併せて表1に示す。
Further, 80 g of the cold storage material according to each of the examples was dispensed, filled in the second-stage regenerator of the GM refrigerator in the same manner as in Example 19, and a freezing test was carried out. The initial values of the performance were measured to obtain the results shown in Table 1 below. Table 1 also shows the data of Example 20.

【0234】[0234]

【表1】 [Table 1]

【0235】上記表1に示す結果から明らかなように、
磁性粒子の組成を適正に調整し熱プラズマ法により作成
した各実施例に係る蓄冷材を使用した冷凍機において
は、いずれも低温域における比熱が大きく優れた冷凍能
力を発揮できることが判明した。実施例29に係る蓄冷
材の組成は、前記(4)式で示す一般式を満たすもので
あるが、4.5Kにおける比熱が低く、他の比熱特性を
有する蓄冷材との組合せにより、より高い冷凍能力が実
現できる可能性がある。一方、実施例30に係る蓄冷材
は前記(4)式で示す一般式の組成範囲外であるが、
4.5Kにおける比熱が高い。一方、実施例20に係る
蓄冷材は低温比熱も小さく冷凍能力も不十分であった。
As is clear from the results shown in Table 1 above,
It was found that each of the refrigerators using the regenerator material according to each of the examples prepared by adjusting the composition of the magnetic particles appropriately by the thermal plasma method has a large specific heat in a low temperature region and can exhibit excellent refrigeration ability. The composition of the cold storage material according to Example 29 satisfies the general formula represented by the above formula (4), but has a low specific heat at 4.5 K and is higher due to the combination with the cold storage material having other specific heat characteristics. Refrigeration capacity may be realized. On the other hand, the cold storage material according to Example 30 is out of the composition range of the general formula represented by the formula (4),
High specific heat at 4.5K. On the other hand, the cold storage material according to Example 20 had a low low-temperature specific heat and an insufficient refrigerating capacity.

【0236】以上説明した各実施例では、本発明に係る
蓄冷材をGM冷凍機に適用した例を示しているが、本発
明の蓄冷材は図2に示すようなパルス管型冷凍機70に
も適用可能である。
In each of the embodiments described above, examples are shown in which the cold storage material according to the present invention is applied to a GM refrigerator. However, the cold storage material according to the present invention is applied to a pulse tube refrigerator 70 as shown in FIG. Is also applicable.

【0237】図2に1段式パルスチューブ冷凍機の基本
構成を示す。このパルスチューブ冷凍機70の最大の構
造的特徴は、前述したGM冷凍機では必須となっている
寒冷発生用の往復動ピストンを具備しないことである。
そのため、機械的信頼性および低振動性に優れる長所を
有し、特に素子やセンサー冷却用冷凍機として期待を担
っている。
FIG. 2 shows the basic structure of a single-stage pulse tube refrigerator. The greatest structural feature of the pulse tube refrigerator 70 is that it does not include a reciprocating piston for generating cold, which is essential in the GM refrigerator described above.
Therefore, it has advantages of excellent mechanical reliability and low vibration, and is particularly expected as a refrigerator for cooling elements and sensors.

【0238】パルスチューブ冷凍機70は蓄冷式冷凍機
の一種であり、冷媒ガスとして一般にヘリウムガスが用
いられる。基本的な構成として、冷凍機は蓄冷器1の他
にヘリウムガスを圧縮する圧力振動源71、および冷媒
ガスの圧力変動と位置変動(変位)の時間差を制御する
位相調節機構72から成る。
The pulse tube refrigerator 70 is a kind of regenerative refrigerator, and helium gas is generally used as a refrigerant gas. As a basic configuration, the refrigerator includes, in addition to the regenerator 1, a pressure vibration source 71 for compressing helium gas, and a phase adjusting mechanism 72 for controlling a time difference between pressure fluctuation and position fluctuation (displacement) of the refrigerant gas.

【0239】GM冷凍機やスターリング冷凍機において
は、上記位相調節機構72は低温部に配置された往復動
ピストン機構であるのに対して、パルスチューブ冷凍機
70では、それが室温部に配置され、蓄冷器1の低温端
と室温部の位相調節機構72との間がパルス管と呼ばれ
る配管で連結され、冷媒ガスの圧力波の位相の遠隔制御
がなされる。そして圧力変動による冷媒ガスと蓄冷材と
の間のエントロピー授受が変位との適当なタイミングで
進行することにより、エントロピーが一方向へ順次汲み
上げられ、蓄冷器1の低温部において、より低温度の冷
熱が得られる。
In a GM refrigerator or a Stirling refrigerator, the phase adjusting mechanism 72 is a reciprocating piston mechanism disposed in a low temperature section, whereas in the pulse tube refrigerator 70, it is disposed in a room temperature section. The low-temperature end of the regenerator 1 and the phase adjusting mechanism 72 at the room temperature are connected by a pipe called a pulse tube, and the phase of the pressure wave of the refrigerant gas is remotely controlled. Then, the entropy transfer between the refrigerant gas and the cold storage material due to the pressure fluctuation proceeds at an appropriate timing with the displacement, so that the entropy is sequentially pumped in one direction, and the cold heat of the cold storage unit 1 is cooled at a lower temperature. Is obtained.

【0240】次に、本発明に係る蓄冷式冷凍機を使用し
た超電導MRI装置、磁気浮上列車用超電導磁石、クラ
イオポンプ、および磁界印加式単結晶引上げ装置の実施
例について述べる。
Next, an embodiment of a superconducting MRI apparatus using a regenerative refrigerator according to the present invention, a superconducting magnet for a magnetic levitation train, a cryopump, and a magnetic field applying type single crystal pulling apparatus will be described.

【0241】図12は、本発明を適用した超電導MRI
装置の概略構成を示す断面図である。図12に示す超電
導MRI装置30は、人体に対して空間的に均一で時間
的に安定な静磁界を印加する超電導静磁界コイル31、
発生磁界の不均一性を補正する図示を省略した補正コイ
ル、測定領域に磁界勾配を与える傾斜磁界コイル32、
およびラジオ波送受信用プローブ33等により構成され
ている。そして、超電導静磁界コイル31の冷却用とし
て、前述したような本発明に係る蓄冷式冷凍機34が用
いられている。なお、図中35はクライオスタット、3
6は放射断熱シールドである。
FIG. 12 shows a superconducting MRI to which the present invention is applied.
It is sectional drawing which shows the schematic structure of an apparatus. The superconducting MRI apparatus 30 shown in FIG. 12 includes a superconducting static magnetic field coil 31 for applying a spatially uniform and temporally stable static magnetic field to a human body,
A correction coil (not shown) for correcting non-uniformity of the generated magnetic field, a gradient magnetic field coil 32 for applying a magnetic field gradient to the measurement area,
And a radio wave transmitting / receiving probe 33 and the like. The regenerative refrigerator 34 according to the present invention as described above is used for cooling the superconducting static magnetic field coil 31. In the figure, 35 is a cryostat, 3
Reference numeral 6 denotes a radiation insulation shield.

【0242】本発明に係る蓄冷式冷凍機34を用いた超
電導MRI装置30においては、超電導静磁界コイル3
1の動作温度を長期間に亘って安定に保証することがで
きるため、空間的に均一で時間的に安定な静磁界を長期
間に亘って得ることができる。したがって、超電導MR
I装置30の性能を長期間に亘って安定して発揮させる
ことが可能となる。
In the superconducting MRI apparatus 30 using the regenerative refrigerator 34 according to the present invention, the superconducting static magnetic field coil 3
Since the operating temperature can be stably guaranteed for a long period of time, a spatially uniform and temporally stable static magnetic field can be obtained for a long period of time. Therefore, the superconducting MR
The performance of the I device 30 can be stably exhibited over a long period of time.

【0243】図13は、本発明に係る蓄冷式冷凍機を使
用した磁気浮上列車用超電導磁石の要部概略構成を示す
斜視図であり、磁気浮上列車用超電導マグネット40の
部分を示している。図13に示す磁気浮上列車用超電導
マグネット40は、超電導コイル41、この超電導コイ
ル41を冷却するための液体ヘリウムタンク42、この
液体ヘリウムタンクの揮散を防ぐ液体窒素タンク43お
よび本発明に係る蓄冷式冷凍機44等により構成されて
いる。なお、図中45は積層断熱材、46はパワーリー
ド、47は永久電流スイッチである。
FIG. 13 is a perspective view showing a schematic configuration of a main part of a superconducting magnet for a magnetic levitation train using a regenerative refrigerator according to the present invention, and shows a portion of a superconducting magnet 40 for a magnetic levitation train. The superconducting magnet 40 for a magnetic levitation train shown in FIG. 13 includes a superconducting coil 41, a liquid helium tank 42 for cooling the superconducting coil 41, a liquid nitrogen tank 43 for preventing the liquid helium tank from volatilizing, and a regenerative storage system according to the present invention. It is constituted by a refrigerator 44 and the like. In the figure, 45 is a laminated heat insulating material, 46 is a power lead, and 47 is a permanent current switch.

【0244】本発明に係る蓄冷式冷凍機44を用いた磁
気浮上列車用超電導マグネット40においては、超電導
コイル41の動作温度を長期間に亘って安定に保証する
ことができるため、列車の磁気浮上および推進に必要な
磁界を長期間に亘って安定して得ることができる。特
に、磁気浮上列車用超電導マグネット40では加速度が
作用するが、本発明に係る蓄冷式冷凍機44は加速度が
作用した場合においても長期間に亘って優れた冷凍能力
を維持できることから、磁界強度等の長期安定化に大き
く貢献する。したがって、このような超電導マグネット
40を用いた磁気浮上列車は、その信頼性を長期間に亘
って発揮させることが可能となる。
In the superconducting magnet 40 for a magnetic levitation train using the regenerative refrigerator 44 according to the present invention, the operating temperature of the superconducting coil 41 can be assured stably for a long period of time. And the magnetic field required for propulsion can be stably obtained over a long period of time. In particular, although the acceleration acts on the superconducting magnet 40 for the magnetic levitation train, the regenerative refrigerator 44 according to the present invention can maintain excellent refrigeration capacity for a long period of time even when the acceleration acts, so that the magnetic field strength etc. Will greatly contribute to long-term stabilization. Therefore, the magnetic levitation train using such a superconducting magnet 40 can exhibit its reliability over a long period of time.

【0245】図14は、本発明に係る蓄冷式冷凍機を使
用したクライオポンプの概略構成を示す断面図である。
図14に示すクライオポンプ50は、気体分子を凝縮ま
たは吸着するクライオパネル51、このクライオパネル
51を所定の極低温に冷却する本発明に係る蓄冷式冷凍
機52、これらの間に設けられたシールド53、吸気口
に設けられたバッフル54、およびアルゴン、窒素、水
素等の排気速度を変化させるリング55等により構成さ
れている。
FIG. 14 is a sectional view showing a schematic configuration of a cryopump using a regenerative refrigerator according to the present invention.
A cryopump 50 shown in FIG. 14 includes a cryopanel 51 for condensing or adsorbing gas molecules, a regenerative refrigerator 52 according to the present invention for cooling the cryopanel 51 to a predetermined cryogenic temperature, and a shield provided therebetween. 53, a baffle 54 provided at the intake port, and a ring 55 for changing the exhaust speed of argon, nitrogen, hydrogen and the like.

【0246】本発明に係る蓄冷式冷凍機52を用いたク
ライオポンプ50においては、クライオパネル51の動
作温度を長期間に亘って安定に保証することができる。
したがって、クライオポンプ50の性能を長期間に亘っ
て安定して発揮させることが可能となる。
In the cryopump 50 using the regenerative refrigerator 52 according to the present invention, the operating temperature of the cryopanel 51 can be stably guaranteed over a long period of time.
Therefore, the performance of the cryopump 50 can be stably exhibited over a long period of time.

【0247】図15は、本発明に係る蓄冷式冷凍機を使
用した磁界印加式単結晶引上げ装置の概略構成を示す斜
視図である。図15に示す磁界印加式単結晶引上げ装置
60は、原料溶融用るつぼ、ヒータ、単結晶引上げ機構
等を有する単結晶引上げ部61、原料融液に対して静磁
界を印加する超電導コイル62、および単結晶引上げ部
61の昇降機構63等により構成されている。そして、
超電導コイル62の冷却用として、前述したような本発
明に係る蓄冷式冷凍機64が用いられている。なお、図
中65は電流リード、66は熱シールド板、67はヘリ
ウム容器である。
FIG. 15 is a perspective view showing a schematic configuration of a magnetic field application type single crystal pulling apparatus using a regenerative refrigerator according to the present invention. A magnetic field applying type single crystal pulling apparatus 60 shown in FIG. 15 includes a material melting crucible, a heater, a single crystal pulling section 61 having a single crystal pulling mechanism, a superconducting coil 62 for applying a static magnetic field to the raw material melt, and The single crystal pulling unit 61 includes a lifting mechanism 63 and the like. And
The regenerative refrigerator 64 according to the present invention as described above is used for cooling the superconducting coil 62. In the figure, 65 is a current lead, 66 is a heat shield plate, and 67 is a helium container.

【0248】本発明に係る蓄冷式冷凍機64を用いた磁
界印加式単結晶引上げ装置60においては、超電導コイ
ル62の動作温度を長期間に亘って安定に保証すること
ができるため、単結晶の原料融液の対流を抑える良好な
磁界を長期間に亘って得ることができる。したがって、
磁界印加式単結晶引上げ装置60の性能を長期間に亘っ
て安定して発揮させることが可能となる。
In the magnetic field application type single crystal pulling apparatus 60 using the regenerative refrigerator 64 according to the present invention, the operating temperature of the superconducting coil 62 can be stably ensured over a long period of time. A good magnetic field for suppressing the convection of the raw material melt can be obtained over a long period of time. Therefore,
The performance of the magnetic field application type single crystal pulling apparatus 60 can be stably exhibited over a long period of time.

【0249】[0249]

【発明の効果】以上説明の通り、本発明に係る蓄冷材に
よれば、磁性粒子の結晶粒の等価円直径,必要に応じて
密度,添加物量,不純物量,亀裂や空隙などの欠陥量を
所定の範囲に規定しているため、機械的強度や熱伝導率
が高く、耐熱衝撃性が優れており、微粉化のおそれも少
ない。そのため、スターリング冷凍機やパルスチューブ
冷凍機などの高速運転を行う冷凍機用の蓄冷材として使
用した場合においても、圧力損失が小さく、長期間に亘
り安定した冷凍特性を示す蓄冷材が得られる。そして、
その蓄冷材を冷凍機の少なくとも一部の蓄冷材として使
用することにより、冷凍能力が高く、かつ長期間に亘っ
て安定した冷凍性能が維持できる冷凍機を提供すること
ができる。
As described above, according to the regenerator material according to the present invention, the equivalent circular diameter of the crystal grains of the magnetic particles, the density, the amount of additives, the amount of impurities, and the amount of defects such as cracks and voids are determined as necessary. Since it is defined in the predetermined range, the mechanical strength and the thermal conductivity are high, the thermal shock resistance is excellent, and the possibility of pulverization is small. Therefore, even when used as a cold storage material for a refrigerator operating at a high speed such as a Stirling refrigerator or a pulse tube refrigerator, a cold storage material having a small pressure loss and exhibiting stable refrigeration characteristics over a long period of time can be obtained. And
By using the cold storage material as at least a part of the cold storage material of the refrigerator, it is possible to provide a refrigerator having a high refrigerating capacity and capable of maintaining stable refrigerating performance for a long period of time.

【0250】そして、MRI装置、クライオポンプ、磁
気浮上列車用超電導磁石、および磁界印加式単結晶引上
げ装置は、いずれも冷凍機性能が各装置の性能を左右す
ることから、上述したような冷凍機を用いた本発明のM
RI装置、クライオポンプ、磁気浮上列車用超電導磁
石、および磁界印加式単結晶引上げ装置は、いずれも長
期間に亘って優れた性能を発揮させることができる。
In the MRI apparatus, cryopump, superconducting magnet for magnetic levitation train, and magnetic field applying type single crystal pulling apparatus, the performance of each apparatus affects the performance of each apparatus. Of the present invention using
The RI device, the cryopump, the superconducting magnet for the magnetic levitation train, and the magnetic field application type single crystal pulling device can all exhibit excellent performance over a long period of time.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】蓄冷式冷凍機(GM冷凍機)の要部構成を示す
断面図。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a main configuration of a regenerative refrigerator (GM refrigerator).

【図2】パルス管冷凍機の要素構成および温度分布を模
式的に示す図。
FIG. 2 is a diagram schematically showing an element configuration and a temperature distribution of the pulse tube refrigerator.

【図3】熱プラズマ装置の構成を示す図。FIG. 3 is a diagram showing a configuration of a thermal plasma device.

【図4】転動造粒法で形成した蓄冷材粒子の表面組織を
示す電子顕微鏡写真。
FIG. 4 is an electron micrograph showing the surface structure of cold storage material particles formed by the tumbling granulation method.

【図5】図4で示す蓄冷材粒子の中央部を拡大して示す
電子顕微鏡写真。
FIG. 5 is an electron micrograph showing a central portion of the cold storage material particles shown in FIG. 4 in an enlarged manner.

【図6】転動造粒法で形成した蓄冷材粒子の断面組織を
示す電子顕微鏡写真。
FIG. 6 is an electron micrograph showing a cross-sectional structure of cold storage material particles formed by the tumbling granulation method.

【図7】図6に示す蓄冷材粒子の端部を拡大して示す電
子顕微鏡写真。
FIG. 7 is an electron micrograph showing an enlarged end portion of the cold storage material particles shown in FIG.

【図8】プラズマ球状化法で形成した蓄冷材粒子の表面
組織を示す電子顕微鏡写真。
FIG. 8 is an electron micrograph showing the surface structure of cold storage material particles formed by the plasma sphering method.

【図9】図8で示す蓄冷材粒子の中央部を拡大して示す
電子顕微鏡写真。
FIG. 9 is an electron micrograph showing a central portion of the cold storage material particles shown in FIG. 8 in an enlarged manner.

【図10】プラズマ球状化法で形成した蓄冷材粒子の断
面組織を示す電子顕微鏡写真。
FIG. 10 is an electron micrograph showing a cross-sectional structure of cold storage material particles formed by a plasma sphering method.

【図11】図10に示す蓄冷材粒子の端部を拡大して示
す電子顕微鏡写真。
11 is an electron micrograph showing an enlarged end portion of the cold storage material particle shown in FIG.

【図12】本発明の一実施例による超電導MRI装置の
概略構成を示す断面図。
FIG. 12 is a sectional view showing a schematic configuration of a superconducting MRI apparatus according to one embodiment of the present invention.

【図13】本発明の一実施例による超電導磁石(磁気浮
上列車用)の要部概略構成を示す斜視図。
FIG. 13 is a perspective view showing a schematic configuration of a main part of a superconducting magnet (for a magnetic levitation train) according to an embodiment of the present invention.

【図14】本発明の一実施例によるクライオポンプの概
略構成を示す断面図。
FIG. 14 is a sectional view showing a schematic configuration of a cryopump according to one embodiment of the present invention.

【図15】本発明の一実施例による磁界印加式単結晶引
上げ装置の要部概略構成を示す斜視図。
FIG. 15 is a perspective view showing a schematic configuration of a main part of a magnetic field application type single crystal pulling apparatus according to an embodiment of the present invention.

【図16】蓄冷材の結晶粒の等価円直径を測定する方法
を示す説明図。
FIG. 16 is an explanatory view showing a method for measuring an equivalent circular diameter of a crystal grain of a cold storage material.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 蓄冷器 2 蓄冷材結晶粒 10 GM冷凍機(蓄冷式冷凍機) 11 第1シリンダ 12 第2シリンダ 13 真空容器 14 第1蓄冷器 15 第2蓄冷器 16,17 シールリング 18 第1蓄熱材 19 第2蓄熱材(極低温用蓄冷材) 20 第1膨張室 21 第2膨張室 22 第1冷却ステージ 23 第2冷却ステージ 24 コンプレッサ 30 超電導MRI装置 31 超電導静磁界コイル 32 傾斜磁界コイル 33 ラジオ波送受信用プローブ 34 蓄冷式冷凍機 35 クライオスタット 36 放射断熱シールド 40 超電導磁石(マグネット) 41 超電導コイル 42 液体ヘリウムタンク 43 液体窒素タンク 44 蓄冷式冷凍機 45 積層断熱材 46 パワーリード 47 永久電流スイッチ 50 クライオポンプ 51 クライオパネル 52 蓄冷式冷凍機 53 シールド 54 バッフル 55 リング 60 磁界印加式単結晶引上げ装置 61 単結晶引上げ部 62 超電導コイル 63 昇降機構 64 蓄冷式冷凍機 65 電流リード 66 熱シールド板 67 ヘリウム容器 70 パルス管型冷凍機 71 圧力振動源 72 位相調節機構 80 熱プラズマ装置 81 反応容器 82 高周波発信器 83 コイル 84 プラズマ発生部外囲筒 85 プラズマフレーム 86 粉体供給口 87 粉体供給器 88 キャリアガス供給ボンベ 89 プラズマ発生用ガス源 90 サイクロン 91 冷却ガス源 REFERENCE SIGNS LIST 1 regenerator 2 regenerator crystal grains 10 GM refrigerator (regenerator) 11 first cylinder 12 second cylinder 13 vacuum vessel 14 first regenerator 15 second regenerator 16 and 17 seal ring 18 first heat storage material 19 Second heat storage material (cryogenic material for cryogenic temperature) 20 First expansion chamber 21 Second expansion chamber 22 First cooling stage 23 Second cooling stage 24 Compressor 30 Superconducting MRI apparatus 31 Superconducting static magnetic field coil 32 Gradient magnetic field coil 33 Radio wave transmission / reception Probe 34 regenerative refrigerator 35 cryostat 36 radiation insulating shield 40 superconducting magnet (magnet) 41 superconducting coil 42 liquid helium tank 43 liquid nitrogen tank 44 regenerative refrigerator 45 laminated heat insulating material 46 power lead 47 permanent current switch 50 cryopump 51 Cryopanel 52 Cool storage refrigerator 53 Shield 54 Baffle 55 Ring 60 Magnetic field application type single crystal pulling device 61 Single crystal pulling unit 62 Superconducting coil 63 Elevating mechanism 64 Cold storage refrigerator 65 Current lead 66 Heat shield plate 67 Helium container 70 Pulse tube refrigerator 71 Pressure vibration source 72 phase adjusting mechanism 80 thermal plasma device 81 reaction vessel 82 high frequency oscillator 83 coil 84 plasma generating unit outer case 85 plasma frame 86 powder supply port 87 powder supply device 88 carrier gas supply cylinder 89 plasma generation gas source 90 cyclone 91 Cooling gas source

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H01F 1/11 C09K 5/00 F Fターム(参考) 4G002 AA06 AA12 AB01 AD04 AE02 AE05 4G072 AA35 BB05 BB07 GG01 GG03 HH14 JJ26 MM01 MM37 RR13 TT01 UU30 4G076 AA02 AA18 AB02 BA38 CA02 CA03 CA26 DA30 5E040 AA03 BD01 CA01 HB03 HB05 HB17 NN01 NN06 ────────────────────────────────────────────────── ─── of the front page continued (51) Int.Cl. 7 identification mark FI theme Court Bu (reference) H01F 1/11 C09K 5/00 F F term (reference) 4G002 AA06 AA12 AB01 AD04 AE02 AE05 4G072 AA35 BB05 BB07 GG01 GG03 HH14 JJ26 MM01 MM37 RR13 TT01 UU30 4G076 AA02 AA18 AB02 BA38 CA02 CA03 CA26 DA30 5E040 AA03 BD01 CA01 HB03 HB05 HB17 NN01 NN06

Claims (24)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 酸化物を主体とする多数の磁性粒子から
成り、この磁性粒子を構成する結晶粒の等価円直径の平
均値が0.3〜20μmであることを特徴とする蓄冷
材。
1. A cold storage material comprising a large number of magnetic particles mainly composed of an oxide, wherein the average value of equivalent circular diameters of crystal grains constituting the magnetic particles is 0.3 to 20 μm.
【請求項2】 前記磁性粒子を構成する全結晶粒に対し
て、等価円直径が50μm以上である結晶粒の面積割合
が10%以下であることを特徴とする請求項1記載の蓄
冷材。
2. The cold storage material according to claim 1, wherein an area ratio of crystal grains having an equivalent circular diameter of 50 μm or more to all crystal grains constituting the magnetic particles is 10% or less.
【請求項3】 前記磁性粒子が造粒粒子の焼結体から成
り、その焼結密度が86〜99.8%であることを特徴
とする請求項1記載の蓄冷材。
3. The regenerative material according to claim 1, wherein said magnetic particles are made of a sintered body of granulated particles, and the sintered density thereof is 86 to 99.8%.
【請求項4】 前記磁性粒子が、その構成元素とは異な
るY,Mg,Al,Caおよび希土類元素の少なくとも
1種を酸化物換算で0.5〜15重量%含有することを
特徴とする請求項1記載の蓄冷材。
4. The magnetic particle according to claim 1, wherein at least one of Y, Mg, Al, Ca and a rare earth element different from the constituent elements is contained in an amount of 0.5 to 15% by weight in terms of oxide. Item 8. The cold storage material according to Item 1.
【請求項5】 前記磁性粒子表面に長さ10μm以上の
亀裂が2個以上存在している磁性粒子の全磁性粒子に対
する割合が20%以下であることを特徴とする請求項1
記載の蓄冷材。
5. The ratio of magnetic particles having two or more cracks having a length of 10 μm or more on the surface of the magnetic particles to 20% or less of all magnetic particles.
Cold storage material as described.
【請求項6】 前記磁性粒子の表面粗さの最大高さが1
0μm以上である磁性粒子の全磁性粒子に対する割合が
30%以下であることを特徴とする請求項1記載の蓄冷
材。
6. A magnetic particle having a maximum surface roughness of 1
2. The cold storage material according to claim 1, wherein the ratio of the magnetic particles having a diameter of 0 μm or more to all the magnetic particles is 30% or less.
【請求項7】 前記磁性粒子内部に最大幅が20μm以
上の空隙が存在している磁性粒子の全磁性粒子に対する
割合が40%以下であることを特徴とする請求項1記載
の蓄冷材。
7. The regenerative material according to claim 1, wherein the ratio of the magnetic particles having voids having a maximum width of 20 μm or more inside the magnetic particles to all the magnetic particles is 40% or less.
【請求項8】 前記磁性粒子がシリコン,ナトリウムお
よび鉄を合計で3ppm〜2質量%含有することを特徴
とする請求項1記載の蓄冷材。
8. The cold storage material according to claim 1, wherein said magnetic particles contain silicon, sodium and iron in a total amount of 3 ppm to 2% by mass.
【請求項9】 前記磁性粒子が一般式:Gd1−x
1−y(式中、RはCe,Pr,Nd,S
m,Tb,Dy,HoおよびErから選択される少なく
とも1種の希土類元素を示し、AはTi,V,Cr,M
n,Fe,Co,Ni,Cu,Zn,Ga,Ge,A
l,Siから選択される元素を示し、x=0かつy=0
の場合には少なくとも2種の元素が選択される一方、x
≠0またはy≠0の場合には少なくとも1種の元素が選
択され、BはZr,Nb,Mo,Ag,In,Sn,S
b,Hf,Ta,W,Au,Biから選択される少なく
とも1種の元素を示し、xは原子比で0≦x≦0.4、
yは原子比で0≦y≦0.4を満足する。)で表わされ
る酸化物磁性粒子から成ることを特徴とする請求項1記
載の蓄冷材。
9. The method according to claim 1, wherein the magnetic particles have a general formula: Gd 1-x R x
A 1-y ByO 3 (where R is Ce, Pr, Nd, S
m represents at least one rare earth element selected from the group consisting of Tb, Dy, Ho and Er, and A represents Ti, V, Cr, M
n, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Ga, Ge, A
represents an element selected from 1, Si, x = 0 and y = 0
In the case of at least two elements are selected, while x
When ≠ 0 or y ≠ 0, at least one element is selected, and B is Zr, Nb, Mo, Ag, In, Sn, S
b represents at least one element selected from Hf, Ta, W, Au, and Bi, and x is 0 ≦ x ≦ 0.4 in atomic ratio;
y satisfies 0 ≦ y ≦ 0.4 in atomic ratio. 2. The regenerative material according to claim 1, comprising oxide magnetic particles represented by the following formula:
【請求項10】 前記磁性粒子が4.0〜5.0Kの温
度域での比熱が0.3J/Kcm以上である特性、
4.5〜5.5Kの温度域での比熱が0.35J/Kc
以上である特性および5.5〜6.0Kの温度域で
の比熱が0.4J/Kcm以上である特性の少なくと
も1つの特性を有する酸化物磁性粒子から成ることを特
徴とする請求項1記載の蓄冷材。
10. The characteristic that the magnetic particles have a specific heat of 0.3 J / Kcm 3 or more in a temperature range of 4.0 to 5.0K,
Specific heat in the temperature range of 4.5 to 5.5 K is 0.35 J / Kc
The oxide magnetic particles have at least one of a characteristic of m 3 or more and a characteristic of a specific heat of 0.4 J / Kcm 3 or more in a temperature range of 5.5 to 6.0 K. Item 8. The cold storage material according to Item 1.
【請求項11】 酸化物粉末を造粒して造粒粒子を形成
し、得られた造粒粒子を加圧処理することにより、球状
の緻密化粒子を調製し、得られた緻密化粒子を焼結処理
することにより多数の磁性粒子から成る蓄冷材を調製す
ることを特徴とする蓄冷材の製造方法。
11. An oxide powder is granulated to form granulated particles, and the obtained granulated particles are subjected to a pressure treatment to prepare spherical densified particles. A method for producing a cold storage material, comprising preparing a cold storage material composed of a large number of magnetic particles by sintering.
【請求項12】 前記造粒粒子の加圧処理が冷間静水圧
(CIP)加圧処理であることを特徴とする請求項11
記載の蓄冷材の製造方法。
12. The pressure treatment of the granulated particles is a cold isostatic pressure (CIP) pressure treatment.
A method for producing the cold storage material according to the above.
【請求項13】 前記焼結処理が熱間静水圧(HIP)
加圧処理であることを特徴とする請求項11記載の蓄冷
材の製造方法。
13. The method according to claim 13, wherein the sintering process is performed using hot isostatic pressure (HIP).
The method for producing a cold storage material according to claim 11, wherein the method is a pressure treatment.
【請求項14】 前記酸化物粉末に対してバインダを5
〜30重量%添加して造粒することを特徴とする請求項
11記載の蓄冷材の製造方法。
14. A method according to claim 14, wherein the binder is a binder for the oxide powder.
The method for producing a regenerative material according to claim 11, wherein the granulation is performed by adding up to 30% by weight.
【請求項15】 酸化物粉末を、熱プラズマ中を通過せ
しめて溶融させ、溶融液の表面張力により球状化した状
態で凝固させることにより、多数の磁性粒子からなる蓄
冷材を調製することを特徴とする蓄冷材の製造方法。
15. A regenerative material comprising a large number of magnetic particles is prepared by passing an oxide powder through a thermal plasma to melt it and solidifying it in a spheroidized state by the surface tension of the melt. Manufacturing method of cold storage material.
【請求項16】 熱プラズマ中を通過させることにより
球状化した磁性粒子を、さらに500℃以上の温度で熱
処理することを特徴とする請求項15記載の蓄冷材の製
造方法。
16. The method for producing a regenerative material according to claim 15, wherein the magnetic particles which have been made spherical by passing through thermal plasma are further heat-treated at a temperature of 500 ° C. or higher.
【請求項17】 熱処理温度が1200〜1700℃で
あることを特徴とする請求項16記載の蓄冷材の製造方
法。
17. The method according to claim 16, wherein the heat treatment temperature is 1200 to 1700 ° C.
【請求項18】 蓄冷器の上流高温側から冷媒ガスを流
して上記冷媒ガスと蓄冷器に充填した蓄冷材との熱交換
によって蓄冷器の下流側にて、より低温度を得る冷凍機
において、上記蓄冷器に充填された蓄冷材の少なくとも
一部が請求項1ないし10のいずれかに記載の蓄冷材で
あることを特徴とする冷凍機。
18. A refrigerator for obtaining a lower temperature downstream of a regenerator by flowing a refrigerant gas from a high temperature side upstream of the regenerator and exchanging heat between the refrigerant gas and a regenerator material filled in the regenerator. 11. A refrigerator comprising at least a part of the regenerator filled in the regenerator is the regenerator according to any one of claims 1 to 10.
【請求項19】 蓄冷器の上流高温側から冷媒ガスを流
して上記冷媒ガスと蓄冷器に充填した蓄冷材との熱交換
によって蓄冷器の下流側にて、より低温度を得る冷凍機
において、上記蓄冷器の高温側に非酸化物から成る蓄冷
材を充填する一方、上記蓄冷器の低温側に請求項1ない
し10のいずれかに記載の蓄冷材を充填したことを特徴
とする冷凍機。
19. A refrigerator for obtaining a lower temperature downstream of a regenerator by flowing a refrigerant gas from a high temperature side upstream of the regenerator and exchanging heat between the refrigerant gas and a regenerator material filled in the regenerator. A refrigerating machine characterized in that a high-temperature side of the regenerator is filled with a non-oxide regenerator material, while a low-temperature side of the regenerator is filled with the regenerator material according to any one of claims 1 to 10.
【請求項20】 前記非酸化物から成る蓄冷材が、P
b,HoCu2およびErNiの少なくとも1種であ
ることを特徴とする請求項19記載の冷凍機。
20. The non-oxide regenerative material is P
b, refrigerating machine according to claim 19, wherein the at least one HoCu 2 and Er 3 Ni.
【請求項21】 請求項18記載の冷凍機を具備したこ
とを特徴とする超電導磁石。
21. A superconducting magnet comprising the refrigerator according to claim 18.
【請求項22】 請求項18記載の冷凍機を具備したこ
とを特徴とするMRI(核磁気共鳴イメージング)装
置。
22. An MRI (nuclear magnetic resonance imaging) apparatus comprising the refrigerator according to claim 18.
【請求項23】 請求項18記載の冷凍機を具備したこ
とを特徴とするクライオポンプ。
23. A cryopump comprising the refrigerator according to claim 18.
【請求項24】 請求項18記載の冷凍機を具備したこ
とを特徴とする磁界印加式単結晶引上げ装置。
24. A magnetic field applying type single crystal pulling apparatus comprising the refrigerator according to claim 18.
JP2001195413A 2000-07-18 2001-06-27 Cold storage material, manufacturing method thereof, and refrigerator using the cold storage material Expired - Lifetime JP5010071B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001195413A JP5010071B2 (en) 2000-07-18 2001-06-27 Cold storage material, manufacturing method thereof, and refrigerator using the cold storage material

Applications Claiming Priority (7)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000217810 2000-07-18
JP2000217810 2000-07-18
JP2000385757 2000-12-19
JP2000-385757 2000-12-19
JP2000-217810 2000-12-19
JP2000385757 2000-12-19
JP2001195413A JP5010071B2 (en) 2000-07-18 2001-06-27 Cold storage material, manufacturing method thereof, and refrigerator using the cold storage material

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2002249763A true JP2002249763A (en) 2002-09-06
JP5010071B2 JP5010071B2 (en) 2012-08-29

Family

ID=27344101

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2001195413A Expired - Lifetime JP5010071B2 (en) 2000-07-18 2001-06-27 Cold storage material, manufacturing method thereof, and refrigerator using the cold storage material

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5010071B2 (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006092871A1 (en) 2005-03-03 2006-09-08 Sumitomo Heavy Industries, Ltd. Cold storage material, cold storage device and very-low-temperature cold storage refrigerator
JP2010163510A (en) * 2009-01-14 2010-07-29 Institute Of Physical & Chemical Research Heat storage material
JP2015071795A (en) * 2015-01-21 2015-04-16 独立行政法人理化学研究所 Heat storage material
WO2016047419A1 (en) * 2014-09-25 2016-03-31 株式会社東芝 Rare-earth cold storage material particles, refrigerator using same, superconducting magnet, inspection device, and cryopump
JPWO2017175550A1 (en) * 2016-04-08 2019-03-14 富士フイルム株式会社 Composition, method for producing composition, cured film, color filter, light-shielding film, solid-state imaging device, and image display device

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA3201508C (en) 2020-11-26 2025-06-10 Toshiba Materials Co., Ltd. Cold storage material, cold storage material particle, granulated particle, cold storage device, refrigerator, cryopump, superconducting magnet, nuclear magnetic resonance imaging apparatus, nuclear magnetic resonance apparatus, magnetic field application type single crystal pulling apparatus, and helium re-condensing device
KR20250142913A (en) 2023-03-08 2025-09-30 가부시키가이샤 니테라 머터리얼즈 Coolant, coolant particles, assembled particles, coolers, refrigerators, cryopumps, superconducting magnets, nuclear magnetic resonance imaging devices, nuclear magnetic resonance devices, magnetic field-applied single crystal pulling devices, helium recondensation devices, and dilution refrigerators

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62128921A (en) * 1985-11-26 1987-06-11 Takakuni Hashimoto magnetic material
WO1999020956A1 (en) * 1997-10-20 1999-04-29 Kabushiki Kaisha Toshiba Cold-accumulating material and cold-accumulating refrigerator
JP2001262134A (en) * 2000-03-21 2001-09-26 National Institute For Materials Science Oxide regenerator and regenerator
JP2001354474A (en) * 2000-06-12 2001-12-25 Konoshima Chemical Co Ltd Oxide ceramic cold storage material and its manufacturing method

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62128921A (en) * 1985-11-26 1987-06-11 Takakuni Hashimoto magnetic material
WO1999020956A1 (en) * 1997-10-20 1999-04-29 Kabushiki Kaisha Toshiba Cold-accumulating material and cold-accumulating refrigerator
JP2001262134A (en) * 2000-03-21 2001-09-26 National Institute For Materials Science Oxide regenerator and regenerator
JP2001354474A (en) * 2000-06-12 2001-12-25 Konoshima Chemical Co Ltd Oxide ceramic cold storage material and its manufacturing method

Cited By (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006092871A1 (en) 2005-03-03 2006-09-08 Sumitomo Heavy Industries, Ltd. Cold storage material, cold storage device and very-low-temperature cold storage refrigerator
EP1854859A4 (en) * 2005-03-03 2013-04-03 Sumitomo Heavy Industries REFRIGERATING STORAGE MATERIAL, REFRIGERATING STORAGE APPARATUS AND REFRIGERATOR OF VERY LOW TEMPERATURE REFRIGERATING STORAGE
JP2010163510A (en) * 2009-01-14 2010-07-29 Institute Of Physical & Chemical Research Heat storage material
JP2020023713A (en) * 2014-09-25 2020-02-13 株式会社東芝 Rare-earth cold storage material particle, refrigerator with the same, superconductive magnet, testing equipment, and cryopump
WO2016047419A1 (en) * 2014-09-25 2016-03-31 株式会社東芝 Rare-earth cold storage material particles, refrigerator using same, superconducting magnet, inspection device, and cryopump
JPWO2016047419A1 (en) * 2014-09-25 2017-07-13 株式会社東芝 Rare earth regenerator particles, refrigerators using them, superconducting magnets, inspection devices and cryopumps
US10155668B2 (en) 2014-09-25 2018-12-18 Kabushiki Kaisha Toshiba Rare earth cold accumulating material particles, and refrigerator, superconducting magnet, inspection device and cryopump using same
JP2020029397A (en) * 2014-09-25 2020-02-27 株式会社東芝 Rare-earth regenerator particles, refrigerator using the same, superconducting magnet, inspection device, and cryopump
CN112251200A (en) * 2014-09-25 2021-01-22 株式会社东芝 Rare earth cold storage material particles, and refrigerator, superconducting magnet, inspection device, and cryopump using the same
US11059725B2 (en) 2014-09-25 2021-07-13 Kabushiki Kaisha Toshiba Rare earth cold accumulating material particles, and refrigerator, superconducting magnet, inspection device and cryopump using same
JP2021120345A (en) * 2014-09-25 2021-08-19 株式会社東芝 Cryogenic refrigerator, superconducting magnet, mri apparatus, nmr apparatus and cryopump
US11136244B2 (en) 2014-09-25 2021-10-05 Kabushiki Kaisha Toshiba Rare earth cold accumulating material particles, and refrigerator, superconducting magnet, inspection device and cryopump using same
JP7055918B2 (en) 2014-09-25 2022-04-18 株式会社東芝 Ultra-low temperature refrigerators, superconducting magnets, MRI equipment, NMR equipment and cryopumps
US11649171B2 (en) 2014-09-25 2023-05-16 Kabushiki Kaisha Toshiba Refrigerator including rare earth cold accumulating material particles, and superconducting magnet, inspection device and cryopump using same
JP2015071795A (en) * 2015-01-21 2015-04-16 独立行政法人理化学研究所 Heat storage material
JPWO2017175550A1 (en) * 2016-04-08 2019-03-14 富士フイルム株式会社 Composition, method for producing composition, cured film, color filter, light-shielding film, solid-state imaging device, and image display device

Also Published As

Publication number Publication date
JP5010071B2 (en) 2012-08-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6467277B2 (en) Cold accumulating material, method of manufacturing the same and refrigerator using the material
KR100859347B1 (en) Rare earth oxysulfide accumulators and coolers
EP1016701B1 (en) Cold accumulating material and cold accumulation refrigerator using the same
JP5656842B2 (en) Rare earth regenerator material particles, rare earth regenerator material particles, refrigerator using the same, measuring device, and method for producing the same
CA3201508C (en) Cold storage material, cold storage material particle, granulated particle, cold storage device, refrigerator, cryopump, superconducting magnet, nuclear magnetic resonance imaging apparatus, nuclear magnetic resonance apparatus, magnetic field application type single crystal pulling apparatus, and helium re-condensing device
JP3642486B2 (en) Rare earth oxysulfide regenerator and regenerator
WO2023032867A1 (en) Granular particles for cold storage material particles, cold storage material particles, cold storage device, refrigerating machine, cryopump, superconducting magnet, nuclear magnetic resonance imaging apparatus, nuclear magnetic resonance apparatus, magnetic field application-type single crystal pulling apparatus, and helium re-condensation apparatus
JP5468380B2 (en) Cold storage material and manufacturing method thereof
JP5010071B2 (en) Cold storage material, manufacturing method thereof, and refrigerator using the cold storage material
JPH11325628A (en) Cool storage material and cool storage refrigerator
WO1999020956A1 (en) Cold-accumulating material and cold-accumulating refrigerator
JP4564161B2 (en) refrigerator
CN110168043B (en) Rare earth regenerator material and regenerator and refrigerator having the same
JP4582994B2 (en) Cold storage material, manufacturing method thereof, and cold storage type refrigerator
JP4170703B2 (en) Rare earth oxysulfide ceramic regenerator material and method for producing the same, and cryogenic regenerator using the regenerator material
JP4256664B2 (en) Method for producing rare earth vanadium oxide ceramics
JP2004099822A (en) Cool storage material and cool storage refrigerator using the same
US20260004958A1 (en) Cold storage material, cold storage material particle, granulated particle, cold storage device, refrigerator, cryopump, superconducting magnet, nuclear magnetic resonance imaging apparatus, nuclear magnetic resonance apparatus, magnetic field application type single crystal pulling apparatus, helium re-condensing device, and dilution refrigerator
JP2004143341A (en) Cool storage material and cool storage refrigerator using the same
WO2025062702A1 (en) Cold storage particle, cold storage particle group, regenerator, refrigerator, cryopump, superconducting magnet, nuclear magnetic resonance imaging apparatus, nuclear magnetic resonance apparatus, magnetic field application-type single crystal pulling-out apparatus, and helium recondensing apparatus
JP2004123884A (en) Rare earth oxysulfide ceramic regenerator material, method for producing the same, and cryogenic regenerator using the regenerator material
JPH11294882A (en) Cool storage material and cool storage refrigerator
WO2025197880A1 (en) Cold storage material particle, cold storage material particle group, cold storage device, refrigerator, cryopump, superconducting magnet, nuclear magnetic resonance imaging apparatus, nuclear magnetic resonance apparatus, magnetic field application-type single crystal pulling apparatus, and helium re-condensation apparatus
JPH0792286B2 (en) refrigerator
JPWO1999020956A1 (en) Cool storage material and cool storage refrigerator

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20080602

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20110715

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20110726

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20110926

RD01 Notification of change of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7421

Effective date: 20111227

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20120508

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20120601

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 5010071

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150608

Year of fee payment: 3

EXPY Cancellation because of completion of term