Исследование магнитокалорического эффекта и движения двойниковых границ в антиферромагнетиках и сплавах Гейслера

• Автор: Костромитин, Константин Игоревич
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Челябинск
• Количество страниц: 112 с. : ил.

Введение
Оглавление

1. Магнитокалорический эффект в двухподрешеточном антиферромагнетике в приближении молекулярного поля

1.1. Метод Ньютона решения нелинейных уравнений и систем уравнений

1.2. Энергия двухподрешёточного антиферромагнетика в приближении молекулярного поля

1.3. Основные состояния двухподрешёточного антиферромагнетика

1.4. Магнитокалорический эффект в двухподрешеточном антиферромагнетике

2. Фазовая диаграмма и магнитокалорический эффект в модели Поттса 5 состояний с конкурирующими взаимодействиями

2.1. Модель Поттса с конкурирующими

взаимодействиями

2.2. Фазовая диаграмма в модели Поттса 5 состояний с конкурирующими взаимодействиями
2.3. Магнитокалорический эффект в модели Поттса 5 состояний с конкурирующими взаимодействиями
3. Исследование движения двойниковых границ на двумерной решётке
3.1. Исследование движения двойниковой границы в сплаве Гейслера №2МпОа на двумерной статической решётке

3.2. Исследование движения системы двойниковых границ в сплаве Гейслера №2МпОа на двумерной динамической решётке
4. Исследование движения двойниковых границ в сплавах Гейслера №2МпСа на реальной трёхмерной решётке
4.1. Конструирование двойниковой границы
4.2. Исследование движения одинарной двойниковой границы
4.3. Случай нескольких двойниковых границ
Заключение
Список публикаций автора по теме диссертации
Список использованной литературы

Введение
В настоящее время актуальной проблемой является теоретическое и экспериментальное исследование сплавов Гейслера в связи с рядом их уникальных свойств, которые проявляются в области структурного и магнитоструктурного фазовых переходов при внешних воздействиях (давление, внешнее магнитное поле, температура). К этим свойствам относятся эффект памяти формы, магнитный эффект памяти формы, магнитодеформации, эффекты сверхупругости и сверхпластичности, магнитокалорический эффект, магнитосопротивление, эффект обменного смещения и т.д. [1-3].
Сплавы Гейслера - тройные интерметаллическими соединениями с общей формулой Х2У/. со структурой аустенитной фазы Г2Ь которую можно представить в виде ОЦК - решётки, где X и У - 3с1 - элементы, Ъ - элемент 3-5 групп (рис. 1).
Данные сплавы были обнаружены в 1903 г. Фридрихом Гейслером, который установил, что сплав бронзы с рядом химических элементов (Бп, БЬ, А1, 8Ь, В1) является ферромагнитным (ФМ), в то время как составляющие элементы не являются ферромагнитными [4].
Сплавы Гейслера проявляют магнетизм, который связан с X и У элементами. Они являются металлами, магнитные свойства могут быть
Рис. 1. Кристаллическая структура сплавов Гейслера в фазе Ь2|.

= 1,3 Дж/(мольК) вследствие переориентации намагниченностей подрешёток вдоль направления внешнего магнитного поля (состояние 3, рис. 8). Дальнейшее увеличение внешнего магнитного поля приводит к росту изменения энтропии, которое достигает Д51 = 3,07 Дж/(моль К) при Н = 60 кЭ.
В случае температур выше и вблизи 7дг (Т = 300 К) наблюдается плавный рост изменения энтропии при увеличении внешнего магнитного поля за счет парапроцесса. За счет близости к температуре Нееля величина изменения энтропии близка к максимальной, наблюдаемой при Т= Ту, и при величине поля Н = 60 кЭ составляет Д5 = 10,17 Дж/(мольК).
При высоких температурах в области парамагнитной фазы (Т = 400 К) также наблюдается рост изменения энтропии при увеличении внешнего магнитного поля, но это увеличение мало: при Н= 60 кЭ изменение энтропии составляет Д.5’ = 0,87 Дж/(мольК).
Выводы по главе
Таким образом, в главе 1 исследованы особенности
магнитокалорического эффекта в двухподрешеточном антиферромагнетике в приближении молекулярного поля. Получены температурные и полевые зависимости изменения энтропии для различных ориентаций
намагниченностей подрешёток и внешнего магнитного поля. Показано, что в антиферромагнетике имеет место отрицательный магнитокалорический эффект в случае, когда намагниченности подрешеток антипараллельны, а магнитное поле направлено вдоль направления намагниченности одной из подрешеток.