КОМПОЗИЦИОННАЯ ПЛАСТИНА ДЛЯ АКТИВНЫХ РЕГЕНЕРАТИВНЫХ МАГНИТОКАЛОРИЧЕСКИХ ИЛИ ЭЛЕКТРОКАЛОРИЧЕСКИХ ТЕПЛОВЫХ МАШИН

1. Композиционная пластина для использования в активной регенеративной магнитокалорической или электрокалорической машине, содержащая
тело (1) пластины, изготовленное из множества элементов (2), выполненных из разных магнитокалорических или электрокалорических материалов, при этом тело (1) пластины разделено вдоль его длины на упомянутое множество элементов (2);
множество специальных каналов (3), которые пронизывают тело (1) пластины и вытянуты вдоль длины пластины,
при этом в каждом из указанного множества каналов (3) выполнена структура (6, 11, 13) перемешивания текучей среды и/или в каждом из указанного множества каналов (3) нанесен слой (12) гидрофобного покрытия.
2. Композиционная пластина по п.1, в которой
каждый из множества элементов (2) выполнен из магнитокалорического материала, предпочтительно, выбранного из группы LaFeSi, LaFeSiCo, LaFeSiH, MnPFeAs, MnPFeSi, MnAsSb, MnPFeGe, Gd, GdDy, CoMnSi, CoMnGe и GdSiGe, или электрокалорического материала P(VDF-TrFE-хлорфторэтилен), PLZT (8/65/35), Pb(Mgl/2Nb2/3)03-35PbTi03 (PMN-35PT)), ВаТЮЗ или (NH4)2S04, в котором может быть дополнительно одна или больше легирующих присадок, причем каждый материал имеет отличающуюся температуру Кюри, и каждый материал имеет пористость 20 об.% или меньше.
3. Композиционная пластина по п.1, в которой каждый из множества элементов (2) имеет теплопроводность в диапазоне от 0,1 Вт/мК до 30 Вт/мК, предпочтительно, от 0,1 Вт/мК до 10 Вт/мК, более предпочтительно, от 0,1 Вт/мК до 5 Вт/мК, наиболее предпочтительно, от 0,1 Вт/мК до 2 Вт/мК.
4. Композиционная пластина по п.2, в которой
упомянутое множество элементов (2) сконструировано и скомпоновано таким образом, что температура Кюри материалов отслеживает градиент температуры, устанавливаемый вдоль тела (1) пластины в активной регенеративной магнитокалорической машине.
5. Композиционная пластина по п.1, в которой каждый из множества элементов (2) сформирован из множества пластин (4), и указанное множество пластин (4) уложены одна поверх другой и разделены одна от другой по меньшей мере одним разделителем (5), предпочтительно, напечатанным по технологии струйной печати, трафаретной печати или шелкотрафаретной печати, методом фотолитографии или путем непосредственного нанесения посредством системы нанесения точек или струйного нанесения, причем указанные разделения между множеством пластин (4) формируют указанное множество специальных каналов (3).
6. Композиционная пластина по п.5, в которой
разделитель (5) представляет собой пористый материал с пористостью больше, чем 25 об.%, причем пористый материал, предпочтительно, представляет собой коллаген-гликозаминогликан, и/или коллагеновую пену, и/или политетрафторэтилен, и/или "спонтекс" и/или гидроксиапатитовую керамику.
7. Композиционная пластина по п.5, в которой
каждая из множества пластин (4) имеет толщину в диапазоне от 50 мкм до 1500 мкм, предпочтительно, от 60 мкм до 700 мкм, более предпочтительно, от 70 мкм до 350 мкм, и
указанный по меньшей мере один разделитель (5) имеет толщину в диапазоне от 5 мкм до 100 мкм, предпочтительно, от 10 мкм до 75 мкм, более предпочтительно, от 15 мкм до 60 мкм.
8. Композиционная пластина по п.5, в которой
по меньшей мере сверху каждой из множества пластин (4) сформирована текстура (6) поверхности как структура (6) перемешивания текучей среды, и/или
на каждой из множества пластин (4) выполнен слой гидрофобного покрытия, причем, предпочтительно, под каждым слоем гидрофобного покрытия сформирован слой стекла.
9. Композиционная пластина по п.8, в которой текстура (6) поверхности напечатана с использованием технологий печатания красками или сформирована из песка или подобного песку материала, который приклеен к множеству пластин (4).
10. Композиционная пластина по п.1, в которой
каждый из множества элементов (2) сформирован с использованием перфорированной пластины (7), при этом
множество перфораций (9) в перфорированных пластинках (7) формирует указанное множество специальных каналов (3).
11. Композиционная пластина по п.10, в которой
множество перфораций представляет собой множество круглых и/или многоугольных отверстий (9),
причем диаметр или ширина каждого из множества отверстий (9) составляют от 10 мкм до 150 мкм, предпочтительно, от 20 мкм до 85 мкм, и
расстояние между соседними из множества отверстий (9) составляет от 60 мкм до 2 мм, предпочтительно, от 80 мкм до 600 мкм.
12. Композиционная пластина по п.10, в которой
в каждое из множества отверстий (9) вставлен прерыватель (13) симметрии в качестве структуры перемешивания текучей среды, и/или
внутренняя стенка каждого из множества отверстий (9) имеет шероховатую поверхность (11), которая выполняет функцию структуры перемешивания текучей среды, и/или
на внутренней стенке каждого из множества отверстий (9) сформирован слой (12) гидрофобного покрытия, который, предпочтительно, представляет собой слой гидрофобного покрытия из стекла.
13. Композиционная пластина по п.5, в которой между соседними элементами указанного множества элементов выполнены сепараторы для компенсации локальных градиентов температуры на границах указанного множества элементов в активной регенеративной магнитокалорической машине, при этом сепараторы имеют более низкую теплопроводность, чем у магнитокалорических или электрокалорических материалов, и толщина сепараторов предпочтительно составляет от 50 мкм до 1000 мкм.
14. Композиционная пластина для использования в активной регенеративной магнитокалорической или электрокалорической машине, содержащая
тело (1) пластины, изготовленное из множества элементов (2), выполненных из разных магнитокалорических или электрокалорических материалов, причем тело (1) пластины разделено вдоль его длины на упомянутое множество элементов (2);
множество специальных каналов (3), которые пронизывают тело (1) пластины и вытянуты вдоль длины пластины,
при этом поперечное сечение тела (1) пластины, перпендикулярное каналам (3), имеет вдоль заданного направления множество областей с разной пористостью, причем на границе перехода соседних областей, пористость резко меняется по меньшей мере на 10%.
15. Композиционная пластина для использования в активной регенеративной магнитокалорической или электрокалорической машине, содержащая
тело (1) пластины, изготовленное из множества элементов (2), выполненных из разных магнитокалорических или электрокалорических материалов, причем тело (1) пластины разделено вдоль его длины на упомянутое множество элементов (2);
множество специальных каналов (3), которые пронизывают тело (1) пластины и вытянуты вдоль длины пластины,
при этом каждый из множества элементов (2) получен с использованием технологии струйной печати, трафаретной или шелкотрафаретной печати, фотолитографии или путем непосредственного нанесения с помощью системы нанесения точек или струйного нанесения.
16. Композиционная пластина для использования в активной регенеративной магнитокалорической или электрокалорической машине, содержащая
тело (1) пластины, изготовленное из множества элементов (2), выполненных из разных магнитокалорических или электрокалорических материалов, причем тело (1) пластины разделено вдоль его длины на упомянутое множество элементов (2);
множество специальных каналов (3), которые пронизывают тело (1) пластины и вытянуты вдоль длины пластины,
при этом каждый из множества элементов (2) имеет изогнутую форму, так что указанное множество элементов (2) формируют закрученное тело (1) пластины.
17. Композиционная пластина для использования в активной регенеративной магнитокалорической или электрокалорической машине, содержащая
тело (1) пластины, изготовленное из множества элементов (2), выполненных из разных магнитокалорических или электрокалорических материалов, при этом тело (1) пластины разделено вдоль его длины на упомянутое множество элементов (2);
множество специальных каналов (3), которые пронизывают тело (1) пластины и вытянуты вдоль длины пластины,
при этом каждый из указанного множества элементов (2) в теле (1) пластины повернут относительно его соседних элементов (2), причем, предпочтительно, повернут на 90°.
18. Композиционная пластина для использования в активной регенеративной магнитокалорической или электрокалорической машине, содержащая
тело (1) пластины, изготовленное из множества элементов (2), выполненных из разных магнитокалорических или электрокалорических материалов, причем тело (1) пластины разделено вдоль его длины на упомянутое множество элементов (2);
множество специальных каналов (3), которые пронизывают тело (1) пластины и вытянуты вдоль длины пластины,
при этом магнитокалорические или электрокалорические материалы имеют показатель качества, больший, чем у гадолиния,
охлаждающая способность максимизирована вдоль длины тела (1) пластины, и
охлаждающая способность на границе между двумя элементами (2) вдоль тела (1) пластины согласована в пределах 30%, наиболее низкая охлаждающая способность в элементе (2) находится на одном конце элемента, и охлаждающая способность каждого элемента (2) повышается со скоростью, пропорциональной градиенту температуры, установленному вдоль конкретного элемента (2) тела (1) пластины в активной регенеративной магнитокалорической или электрокалорической машине.
19. Способ изготовления композиционной пластины для использования в активной регенеративной магнитокалорической или электрокалорической машине, содержащий этапы, на которых:
формируют тело (1) пластины из множества элементов (2), выполненных из разных магнитокалорических или электрокалорических материалов, причем множество элементов (2) размещают вдоль длины тела (1) пластины;
формируют множество специальных каналов (3), которые пронизывают тело (1) пластины и вытянуты вдоль длины тела (1) пластины;
формируют в каждом из множества специальных каналов (3)Г структуру (6, 11, 13) перемешивания текучей среды и/или слой (12) гидрофобного покрытия.
20. Способ изготовления композиционной пластины для использования в активной регенеративной магнитокалорической или электрокалорической машине, содержащий этапы, на которых:
формируют тело (1) пластины из множества элементов (2), изготовленных из разных магнитокалорических или электрокалорических материалов, причем множество элементов (2) размещают вдоль тела (1) пластины;
формируют множество специальных каналов (3), которые пронизывают тело (1) пластины и вытянуты вдоль тела (1) пластины;
причем каждый из множества элементов (2) формируют путем укладки множества пластин (4) в виде стопки одна поверх другой, при этом пластины (4) разделяют одна от другой по меньшей мере одним разделителем (5), напечатанным с использованием технологий струйной печати, и зажимают и/или склеивают вместе указанное множество пластин (4),
каждую из множества пластин (4) формируют путем выравнивания подпластин (16), изготовленных из магнитокалорического или электрокалорического материала, в рамке (17), нанесения полосок и/или точек (18) на подпластины (16)? и спекания выровненных подпластин (16) и рамки (17) для формирования указанного множества пластин (4).