Магнитокалорический эффект в ферримагнитных соединениях на основе 3d и 4f-металлов

• Автор: Цхададзе, Георгий Амиранович
• Шифр специальности: 01.04.11
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 127 с. : ил.

Содержание
Введение

Глава 1. Литературный обзор

§ 1. Природа магнитокалорического эффекта

1.2. Магнитокалорический эффект вблизи точки Кюри.

1.3. Магнитокалорический эффект при процессах технического намаг ничивания

1.4. Магнитокалорический эффект в области фазовых переходов I рода

1.5. Составы с высоким магнитокалорическим эффектом

в области комнатной температуры

§ 2. Магнитные свойства ферримагнетиков на основе соединений редкоземельных м еталлов с 3 с1-переходными металлами

2.1. Магнитные свойства составов на основе ЯгРеп

2.2. Магнитные свойства составов на основе ЯСог
2.3. Магнитные свойства и МКЭ тройных соединений Я-Т-Х (Я-РЗМ, Т-Зб-металл, Х-Бц Ое)
Глава 2. Методика эксперимента и образцы
§ 1 У становка для измерения МКЭ
§ 2 Измерения намагниченности
§ 3 Образцы
Глава 3. Результаты и обсуждение
§ 1 Магнитокалорический эффект в составах с сильным Я-Т обменным взаимодействием - Я2Ре п
§ 2 Магнитокалорический эффект в зонных магнетиках на основе ЯСо2
2.1 Составы на основе ТЬСог
2.2 Составы на основе Н0С02 89 § 3 Магнитокалорический эффект в области магнитных фазовых
переходов в составах ЯМпЯ1 со слабым Я-Т взаимодействием
§ 4 Магнитокалорический эффект в области магнитных фазовых переходов в соединениях КТэСе (И = Сс1, ТЬ) и GdScSi
Выводы и основные результаты
Список литературы

Введение
Исследование новых магнитокалорических материалов является актуальным в связи с тем, что такие материалы необходимы для успешного функционирования магнитных рефрижераторов [1,2]. Интерес к магнитному охлаждению с помощью магнитных твердотельных хладагентов сильно возрос за последние 10 лет, что в значительной степени связано с глобальными проблемами электропотребления и снижения выбросов вредных газовых составляющих при работе газовых холодильных устройств. Как было показано на второй международной конференции по магнитному охлаждению при комнатных температурах (ТЪепт^2, Любляна, Словения, 2007 год), 15% общего мирового энергетического потребления затрачивается на работу различных рефрижераторов (кондиционеры, холодильники, морозильники, установки для закаливания материалов и т.д.). Показано, что магнитные рефрижераторы потребляют энергию на 20-30% меньше чем холодильные устройства, использующие технологию газового сжатия. За последние 10 лет создано более 10 моделей работающих конструкций магнитных рефрижераторов (США, Испания, Канада, Япония, Франция, Китай и др.)[2,3].
Для обеспечения достаточно высокого КПД магнитных рефрижераторов необходимо разработать эффективные магнитокалорические материалы для работы при комнатной и более низких температурах Эти материалы должны обладать большим магнитокалорическим эффектом, слабым магнитным гистерезисом, большой намагниченностью, значительной хладоёмкостью, необходимыми технологическими свойствами.
В данной работе были исследованы перспективные магнитокалорические материалы на основе соединений 4? и Зб-переходных металлов, что является новым и необходимым этапом по разработке эффективных магнитокалоричесюгх материалов.
Магнитокалорический эффект (МКЭ) проявляется в обратимом поглощении или выделении тепла в магнетике, находящемся в адиабатической оболочке, при включении и выключении магнитного поля. МКЭ обусловлен изменением энтропии магнитной подсистемы Д5м. Циклы намагничивания/размагничивания магнетика сходны с циклами расширения/сжатия газа и могут быть использованы для охлаждения в магнитных рефрижераторах. В настоящее время созданы и создаются магнитные рефрижераторы для различных интервалов температур, включая область комнатных температур [3]
Ведущие лаборатории в области магнетизма в развитых зарубежных странах (США, Франция, Япония и др.) проводят в настоящее время исследования различных магнитных материалов с большими значениями МКЭ, при этом особое внимание

ЦуСог
110 120 ио 1*0 150 1«
Тетрггашгс (К)
О 20 48 60 80 100
Те гг регионе (К)
Рис. 14.Температурные зависимости МКЭ соединений 1)у<У>2 и НоСо2 [8].
Составы КС02 с магнитным фазовым переходом первого рода характеризуются существенным значением величин ДБм/АН и ДТ/ДН.
2.3 Магнитные свойства и МКЭ тройных соединений Я-Т-Х (К-РЗМ, Т-Зй-металл, X-
Б*, ве)
Большинство новых структурных типов, характерных для тернарных соединений РЗМ, можно построить из фрагментов более простых структур. Чередование фрагментов исходных структур, взятых в различном соотношении, может происходить в одном, двух и трех направлениях. В сложных структурных типах интерметаллидов РЗМ наиболее часто встречаются фрагменты таких более простых структурных типов, как ВаА1д (СевагАк = ТЬСггвЬ), А1В2, СаБ2, Аз№, а-Бе [80].
Большое число структурных типов может быть рассмотрено как комбинация блоков со структурным типом ВаАк (или сверхструтоурами к типу ВаА14) с сегментами других простых структур. Эти сегменты относятся к следующим структурным типам: Си, Ро, V/, А1В2, ггБк, СаР2 и Си3Аи.
Комбинация блоков ВаАЬ и У приводит к соединениям с конфигурацией К2(Т,Х)2. Такая структура обнаружена в соединении СеБеБ!, которое кристаллизуется с образованием структуры типа РЬБС1. Кристаллические ячейки типа СеРеБг и '1ЪСг2312, состоящие из слоев редкой земли, 3с1 - металла и кремния с чередованием К-8ьТ2-8ьК-11-ЗьТг-БкЯ и 11-8ьТ2-81-К.-8ьТ2-8| представлены на рис. 15.