Магнитокалорический эффект в окрестности фазовых переходов первого рода в соединениях редкоземельных и переходных металлов

• Автор: Ильин, Максим Игоревич
• Шифр специальности: 01.04.11
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 126 с. : ил.

Глава 1. Обзор литературы

1. Термодинамические методы расчета величины магнитокалорического

^ эффекта

2. Спин-переориентационные переходы в кубических магнетиках

3. Магнитокалорический эффект и метамагнитные переходы в

антиферромагнетиках

4. Фазовые переходы первого рода типа порядок-беспорядок

Глава 2. Экспериментальные установки и методика измерений

1. Установка для измерения динамической магнитной восприимчивости

2. Установка для измерения магнитокалорического эффекта

" 3. Измерение намагниченности, теплоемкости и расчет

магнитокалорического эффекта по этим данным
4. Образцы
Глава 3. Магнитокалорический эффект и фазовые переходы типа порядок-порядок
1. Метамагнитный переход в соединении
2. Спин-переориентационный переход в соединении НоА12■
Глава 4. Магнитокалорический эффект и фазовые переходы типа порядок-беспорядок
1. Магнитострикциониая модель и переход в соединениях
МпРе(Р^хА8х)
2. Метамагнитный переход в зонных магнетиках 7/а(Усг5,г1_3.)1з
3. Магнитоструктурный переход в соединениях СЙ5(УгхС(е1_1)4
Обсуждение.

Основные результаты и выводы.
Список опубликованных работ и тезисов конференций.
Благодарности.
Список литературы
Изучение магнитокалорического эффекта (МКЭ), наблюдающегося в различных материалах под действием магнитного поля, является актуальной задачей физики конденсированных сред по нескольким причинам. Во-первых, исследования магиитокалорических свойств материалов обычно происходит в комплексе с исследованиями других его свойств, что позволяет получить сведения о взаимосвязи магнитных упругих и тепловых характеристик. Во-вторых, наибольших значений величина магнитокалорического эффекта достигает в окрестности фазовых переходов. Следовательно, исследования магнитокалорического эффекта тесно связаны с изучением поведения различных свойств твердого тела вблизи фазового перехода. Более того, получить адекватное представление о причинах, вызывающих появление тех или иных значений магнитокалорического эффекта, зачастую можно лишь разобравшись в механизме соответствующего фазового перехода. Таким образом, изучение магнитокалорического эффекта оказывается тесно связанным с развитием физики фазовых переходов и критических явлений. И наконец, существенным фактором, стимулирующим исследования в области магнитокалорических свойств твердых тел, является потребность промышленности в материалах, обладающих высокими значениями магнитокалорического эффекта. В первую очередь это связано с тем, что в последние годы предложены эффективные термодинамические циклы и разработана конструкция магнитных холодильных машин, в которых такие материалы выступают в роли рабочего тела холодильной установки. Это позволяет отказаться от использования экологически небезопасных хладагентов, упростить и существенно повысить надежность конструкции самих устройств, добиться существенного снижения потребления ими электрической энергии.
В 1999 году компанией American Astronautic Corporation были продемонстрированы рабочие экземпляры магнитного холодильного устройства, предназначенного для работы при комнатной температуре, развивающего мощность 120 - 600 Вт при использовании магнитных полей до
анализа показали, что образцы являлись однофазными, а их химический состав был проверен при помощи плазменного атомно-эмиссионного спектрометра.
Поликристаллическис образцы МпРе(Р0лъАзо.ьь), MnFe(PoA7Aso.53), Mni.iFeo.g(PoA7AsQ.53) были изготовлены сотрудниками лаборатории профессора Е. Вгйск, Van der Waals-Zeeman Institute, Amsterdam, The Netherlands. В качестве исходных материалов использовались соединения Fe2-P и FeAs2- Они вместе с соответствующими количествами металлического марганца и фосфора измельчались в шаровых мельницах до мелкодисперсного состояния а затем, в атмосфере аргона запечатывались в молибденовую трубку и выдерживались при температуре 1273 К в течение 120 часов. Получившиеся в результате такой твердотельной реакции образцы подвергались впоследствии гомогенизирующему отжигу в течение 120 часов при температуре 923 К. По данным рентгенофазового анализа, получившиеся поликристаллы были однофазны, средний размер кристаллита - 100 нМ. Методика получения образцов и характеристики исходных материалов более подробно описаны в работе [3]. Поликристаллический образец SrriQ^SroAbMnOz синтезирован на химическом факультете МГУ путем прессования осадка, выделенного в результате химической реакции, и последующим спеканием при температуре 1473 К в течение шестнадцати часов.