Abrégé

Systems and methods disclosed herein relate to a cryogenic refrigeration system which may use a compression based cryocooler or liquid nitrogen pre-cool to cool a medium to ˜80K, and may in conjunction with a magnetic refrigeration system operating in the sub-80K temperature regime to provide cooling to a medium to temperatures below 80K. In some embodiments, the disclosed system may be useful for cooling on the order of about 3 kg/day to about 300 kg/day of hydrogen gas to liquid form, with higher efficiency than a standard vapor compression based system. This higher efficiency may make the system a more attractive candidate for use in cryogenic cooling applications.

Classes IPC  ?

• F25B 21/00 - Machines, installations ou systèmes utilisant des effets électriques ou magnétiques

Abrégé

nd order magnetic phase transitions near their curie temperature, thus there are limited thermal and structural hysteresis losses. This makes these compositions attractive candidates for use in magnetic refrigeration applications. Surprisingly, the performance of the disclosed materials is similar or better to many of the known expensive rare-earth based magnetocaloric materials.

Classes IPC  ?

• H01F 1/01 - Aimants ou corps magnétiques, caractérisés par les matériaux magnétiques appropriésEmploi de matériaux spécifiés pour leurs propriétés magnétiques en matériaux inorganiques
• H01F 1/058 - Alliages caractérisés par leur composition contenant des métaux des terres rares et des métaux de transition magnétiques, p. ex. SmCo5 et des éléments IVa, p. ex. Gd2Fe14C
• C22C 28/00 - Alliages à base d'un métal non mentionné dans les groupes
• F25B 21/00 - Machines, installations ou systèmes utilisant des effets électriques ou magnétiques

Abrégé

Systems and methods disclosed herein relate to a cryogenic refrigeration system which may use a compression based cryocooler or liquid nitrogen pre-cool to cool a medium to ~80K, and may in conjunction with a magnetic refrigeration system operating in the sub-80K temperature regime to provide cooling to a medium to temperatures below 80K. In some embodiments, the disclosed system may be useful for cooling on the order of about 3kg/day to about 300kg/day of hydrogen gas to liquid form, with higher efficiency than a standard vapor compression based system. This higher efficiency may make the system a more attractive candidate for use in cryogenic cooling applications.

Classes IPC  ?

• H01F 1/01 - Aimants ou corps magnétiques, caractérisés par les matériaux magnétiques appropriésEmploi de matériaux spécifiés pour leurs propriétés magnétiques en matériaux inorganiques
• F25B 21/00 - Machines, installations ou systèmes utilisant des effets électriques ou magnétiques
• F25J 1/02 - Procédés ou appareils de liquéfaction ou de solidification des gaz ou des mélanges gazeux nécessitant l'emploi d'une réfrigération, p. ex. de l'hélium, de l'hydrogène
• F25D 16/00 - Dispositifs utilisant une combinaison d'un procédé de refroidissement associé à des machines frigorifiques avec un procédé de refroidissement non associé à des machines frigorifiques

Abrégé

nd order magnetic phase transitions near their curie temperature, thus there are no thermal and structural hysteresis losses. This makes these compositions attractive candidates for use in magnetic refrigeration applications. The performance of the disclosed materials is similar or better to many of the known expensive rare-earth based magnetocaloric materials.

Classes IPC  ?

• F25B 21/00 - Machines, installations ou systèmes utilisant des effets électriques ou magnétiques
• C22C 28/00 - Alliages à base d'un métal non mentionné dans les groupes
• B22D 7/00 - Coulée de lingots
• C22F 1/16 - Modification de la structure physique des métaux ou alliages non ferreux par traitement thermique ou par travail à chaud ou à froid des autres métaux ou de leurs alliages
• H01F 1/01 - Aimants ou corps magnétiques, caractérisés par les matériaux magnétiques appropriésEmploi de matériaux spécifiés pour leurs propriétés magnétiques en matériaux inorganiques

Abrégé

This invention relates to magnetocaloric materials comprising alloys useful for magnetic refrigeration applications. In some embodiments, the disclosed alloys may be Cerium, Neodymium, and/or Gadolinium based compositions that are fairly inexpensive, and in some cases exhibit only 2ndorder magnetic phase transitions near their curie temperature, thus there are limited thermal and structural hysteresis losses. This makes these compositions attractive candidates for use in magnetic refrigeration applications. Surprisingly, the performance of the disclosed materials is similar or better to many of the known expensive rare-earth based magnetocaloric materials.

Classes IPC  ?

• H01F 1/01 - Aimants ou corps magnétiques, caractérisés par les matériaux magnétiques appropriésEmploi de matériaux spécifiés pour leurs propriétés magnétiques en matériaux inorganiques
• H01F 1/04 - Aimants ou corps magnétiques, caractérisés par les matériaux magnétiques appropriésEmploi de matériaux spécifiés pour leurs propriétés magnétiques en matériaux inorganiques caractérisés par leur coercivité en matériaux magnétiques durs métaux ou alliages
• H01F 1/047 - Alliages caractérisés par leur composition
• H01F 1/053 - Alliages caractérisés par leur composition contenant des métaux des terres rares
• C22C 1/04 - Fabrication des alliages non ferreux par métallurgie des poudres
• C22C 28/00 - Alliages à base d'un métal non mentionné dans les groupes

Abrégé

Contemplated is a magnetocaloric materials comprising: (CexNd1-x)Si wherein x is in the range of about 0.1 to about 0.9, and wherein the magnetocaloric material exhibits a 2nd order magnetic phase transition in the temperature range of about 10 K to about 42 K. Also contemplated is a magnetocaloric material comprising: RE(SiyA1 -y) wherein RE is selected from the group consisting of Ce, Nd, or Gd; wherein A is selected from the group consisting of Sn, Co. Al, Ni, Fe, Mn, Zn, or Cu: wherein y is in the range of about 0.1 to about 0.9. The alloys are fairly inexpensive, and in some cases exhibit only 2nd order magnetic phase transitions near their curie temperature, thus there are no thermal and structural hysteresis losses. This makes these compositions attractive candidates for use in magnetic refrigeration applications. The performance of the disclosed materials is similar or better to many of the known expensive rare-earth based magnetocaloric materials.

Classes IPC  ?

• H01F 1/053 - Alliages caractérisés par leur composition contenant des métaux des terres rares
• C22C 9/00 - Alliages à base de cuivre
• C22C 13/00 - Alliages à base d'étain
• C22C 18/00 - Alliages à base de zinc
• C22C 19/00 - Alliages à base de nickel ou de cobalt, seuls ou ensemble
• C22C 21/00 - Alliages à base d'aluminium
• C22C 22/00 - Alliages à base de manganèse
• C22C 28/00 - Alliages à base d'un métal non mentionné dans les groupes
• C22C 29/18 - Alliages à base de carbures, oxydes, borures, nitrures ou siliciures, p. ex. cermets, ou d'autres composés métalliques, p. ex. oxynitrures, sulfures à base de siliciures
• C22C 38/02 - Alliages ferreux, p. ex. aciers alliés contenant du silicium
• F25B 21/00 - Machines, installations ou systèmes utilisant des effets électriques ou magnétiques
• F25B 30/00 - Pompes à chaleur
• H01F 1/058 - Alliages caractérisés par leur composition contenant des métaux des terres rares et des métaux de transition magnétiques, p. ex. SmCo5 et des éléments IVa, p. ex. Gd2Fe14C
• H01F 1/06 - Aimants ou corps magnétiques, caractérisés par les matériaux magnétiques appropriésEmploi de matériaux spécifiés pour leurs propriétés magnétiques en matériaux inorganiques caractérisés par leur coercivité en matériaux magnétiques durs métaux ou alliages sous forme de particules, p. ex. de poudre
• H01F 1/147 - Alliages caractérisés par leur composition
• H01F 1/20 - Aimants ou corps magnétiques, caractérisés par les matériaux magnétiques appropriésEmploi de matériaux spécifiés pour leurs propriétés magnétiques en matériaux inorganiques caractérisés par leur coercivité en matériaux magnétiques doux métaux ou alliages sous forme de particules, p. ex. de poudre
• H01F 1/34 - Aimants ou corps magnétiques, caractérisés par les matériaux magnétiques appropriésEmploi de matériaux spécifiés pour leurs propriétés magnétiques en matériaux inorganiques caractérisés par leur coercivité en matériaux magnétiques doux substances non métalliques, p. ex. ferrites
• H01F 1/36 - Aimants ou corps magnétiques, caractérisés par les matériaux magnétiques appropriésEmploi de matériaux spécifiés pour leurs propriétés magnétiques en matériaux inorganiques caractérisés par leur coercivité en matériaux magnétiques doux substances non métalliques, p. ex. ferrites sous forme de particules

Abrégé

This invention relates to a cooling device which utilizes both thermoelectric and magnetocaloric mechanisms for enhanced cooling applications. Using high thermal conductivity magnetocaloric composites in conjunction with thermoelectric elements acting as thermal switches which are electrically coupled to a magnetization and demagnetization cycle enables the use of larger quantities of magnetocaloric material, and high efficiency solid state cooling can be achieved. Solid state cooling devices are useful for a variety of industrial applications which require cooling, such as, but not limited to cooling of microelectronic devices, cooling on space platforms, etc.

Classes IPC  ?

• F25B 21/00 - Machines, installations ou systèmes utilisant des effets électriques ou magnétiques
• H01L 35/32 - DISPOSITIFS À SEMI-CONDUCTEURS; DISPOSITIFS ÉLECTRIQUES À L'ÉTAT SOLIDE NON PRÉVUS AILLEURS - Détails fonctionnant exclusivement par effet Peltier ou effet Seebeck caractérisés par la structure ou la configuration de la cellule ou du thermocouple constituant le dispositif
• H01L 37/04 - Dispositifs thermoélectriques sans jonction de matériaux différents; Dispositifs thermomagnétiques, p.ex. utilisant l'effet Nernst-Ettinghausen; Procédés ou appareils spécialement adaptés à la fabrication ou au traitement de ces dispositifs ou de leurs parties constitutives utilisant le changement thermique de la perméabilité magnétique, p.ex. en opérant au-dessus et en-dessous du point de Curie
• H01L 35/14 - Emploi d'un matériau spécifié pour les bras de la jonction utilisant des compositions inorganiques

Abrégé

The invention relates to a contact release capsule comprising a particle, a chemical payload, and a polymer coating, wherein the particle is impregnated with the chemical payload, and the chemical payload is held inside the particle by the polymer coating until the contact release capsule contacts a surface and a shearing force removes the polymer coating allowing the chemical payload to release outside the particle. The contact release capsule is useful in chemical mechanical planarization slurries. Particularly, the contact release capsule may comprise a glycine impregnated silica nanoparticle coated with a polymer, wherein the contact release capsule is dispersed in an aqueous solution and used in the copper chemical mechanical planarization process. Use of the contact release capsule in a slurry for copper chemical mechanical planarization may significantly improve planarization efficiency, decrease unwanted etching and corrosion, and improve dispersion stability.

Classes IPC  ?

• C09G 1/02 - Compositions de produits à polir contenant des abrasifs ou agents de polissage
• H01L 21/306 - Traitement chimique ou électrique, p. ex. gravure électrolytique
• H01L 21/321 - Post-traitement
• B24B 1/00 - Procédés de meulage ou de polissageUtilisation d'équipements auxiliaires en relation avec ces procédés
• C09K 3/14 - Substances antidérapantesAbrasifs
• C09K 13/00 - Compositions pour l'attaque chimique, la gravure, le brillantage de surface ou le décapage
• C09K 13/06 - Compositions pour l'attaque chimique, la gravure, le brillantage de surface ou le décapage contenant un acide inorganique avec une substance organique
• C08K 9/10 - Ingrédients encapsulés
• C09G 1/00 - Compositions de produits à polir
• C09G 1/04 - Dispersion aqueuse
• C08K 9/00 - Emploi d'ingrédients prétraités
• C09C 1/02 - Composés du magnésium ou des métaux alcalino-terreux
• H01L 21/768 - Fixation d'interconnexions servant à conduire le courant entre des composants distincts à l'intérieur du dispositif
• B01J 13/14 - Polymérisation, réticulation
• C09C 1/30 - Acide silicique
• C23F 3/00 - Brillantage des métaux par des moyens chimiques

Abrégé

The invention relates to a contact release capsule comprising a particle, a chemical payload, and a polymer coating, wherein the particle is impregnated with the chemical payload, and the chemical payload is held inside the particle by the polymer coating until the contact release capsule contacts a surface and a shearing force removes the polymer coating allowing the chemical payload to release outside the particle. The contact release capsule is useful in chemical mechanical planarization slurries. Particularly, the contact release capsule may comprise a glycine impregnated silica nanoparticle coated with a polymer, wherein the contact release capsule is dispersed in an aqueous solution and used in the copper chemical mechanical planarization process. Use of the contact release capsule in a slurry for copper chemical mechanical planarization may significantly improve planarization efficiency, decrease unwanted etching and corrosion, and improve dispersion stability.

Classes IPC  ?

• C09K 13/06 - Compositions pour l'attaque chimique, la gravure, le brillantage de surface ou le décapage contenant un acide inorganique avec une substance organique
• C09C 1/02 - Composés du magnésium ou des métaux alcalino-terreux
• H01L 21/306 - Traitement chimique ou électrique, p. ex. gravure électrolytique
• C09K 3/14 - Substances antidérapantesAbrasifs
• C08K 9/00 - Emploi d'ingrédients prétraités