Исследование магнитокалорического эффекта в манганитах

• Автор: Павлухина, Оксана Олеговна
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Челябинск
• Количество страниц: 156 с. : ил.

Оглавление
Введение

1. Экспериментальное исследование магнитокалорического эффекта

в манганитах лантана

1.1. Методы исследований

1.2. Твердофазный синтез манганитов

1.3.Результаты измерения низкополевой намагниченности и магнитокалорического эффекта в манганитах Ьао.7ВахСа0.з.хМпОз (х =

0.3,0.24,0.12)

1.4. Магнитные и магнитокалорические свойства манганитов Lao.7Sro.3Mno.9Cuo.1O3 и Lao.7Sro.3Mno.95Feo.05O

1.5. Магнитные свойства Ьа0.8Кі_хВахМпОз (х=0, 0.05, 0.025),

Вао.825^о.175МПО3 Ьа0.8№о.2МпОз

Выводы
2. Теоретическое исследование магнитных и магнитокалорических свойств манганитов Ьа!.хВахМпОз (х = 0.3, 0.33, 0.35)
2.1.Первопринципные расчеты интегралов обменного взаимодействия
2.2.Исследование магнитных и магнитокалорических свойств
манганитов Ьаі.хВахМпОз методом Монте-Карло
Выводы
3. Теоретическое исследование магнитных и магнитокалорических свойств СаолСаодМпОз с использованием модели Поттса
Выводы
4. Моделирование процессов теплопереноса в ячейках, изготовленных из материалов, обладающих магнитокалорическим эффектом

4.1 .Система уравнений для описания процессов тегагопереноса
4.3. Двумерная модель ячейки магнитного охлаждения
4.4. Трехмерная модель ячейки магнитного охлаждения
Выводы
Заключение
Список публикаций автора
Список цитированной литературы

Введение
Задача создания компактного, экологически безопасного, энергетически эффективного и высоконадежного холодильника, работающего в диапазоне комнатных температур, чрезвычайно актуальна в настоящее время. Это обусловлено целым рядом серьезных претензий к ныне действующим охлаждающим системам. Известно, в частности, что при эксплуатации используемых в настоящее время охлаждающих систем возможны утечки рабочих газов (хладагентов), вызывающих такие серьезные экологические проблемы как разрушение озонового слоя и глобальное потепление. Среди разнообразных альтернативных технологий, которые могли бы использоваться в холодильных устройствах, все большее внимание исследователей во всем мире привлекает технология магнитного охлаждения [1-4]. Для получения высокого КПД магнитных рефрижераторов необходимо разработать эффективные магнитокалорические материалы для работы устройств в области комнатных температур. Эти материалы должны обладать малым магнитным гистерезисом, значительным магнитокалорическим эффектом, большой намагниченностью, а так же обладать необходимыми технологическими свойствами.
Интерес к исследованиям магнитокалорического эффекта обусловлен потребностью в материалах обладающих высокими значениями МКЭ для создания охлаждающих устройств, в которых такие материалы могут выступать в роли рабочего тела магнитного охлаждающего устройства. Использование таких материалов позволит отказаться от вредящих экологии хладагентов. Поэтому интерес представляют материалы со значительным магнитокалорическим эффектом в области комнатных температур, которые так же являются экономически выгодными. Исследования магнитных и магнитокалорических свойств позволяют получить дополнительные сведения о природе магнитного упорядоченного состояния, взаимосвязи магнитных и тепловых характеристик. Известно, что наибольших значений величина МКЭ
меняются во время проведения измерений. В программе -обработчике на основе этих данных строится зависимость АТ (Н). Контроллер движения National Instruments Two Axis PCI 7340 и блок питания магнита управляет источником магнитного поля, что и позволяет устанавливать необходимую скорость изменения магнитного поля.
Вакуумированная вставка, помещаемая в дьюар с жидким азотом, состоит из резистивного датчика температуры, держателя образца с резистивным нагревателем, термопары для измерения магнитокалорического эффекта и датчика Холла. Система измерения и контроля температуры включает в себя контроллер температуры LakeShore Model 331 и позволяет стабилизировать и поддерживать начальную температуру измерения, которая была установлена оператором или программой для измерений. С помощью интерфейса GPIB соединялись: контроллер температуры, вольтметр для проведения измерений магнитокалорического эффекта, система измерения магнитного поля и управляющий компьютер. Программа для контроля процессов измерения написана на LabView 8.0.
Исследование магнитокалорических свойств проводилось следующим образом: на держатель образца, который оборудован резистивным
электронагревателем, датчиком Холла и резистивным температурным датчиком, помещали образец для исследования. Держатель образца и способ размещения образца на держателе представлены на рис 1.5.
а) б)