Магнітокалоричний ефект у метамагнітному сплаві з ефектом пам'яті форми

Автори Анна Косогор1, Серафіма І. Паламарчук2, Віктор А. Львов1,2
Приналежність

1Інститут магнетизму НАНУ та МОНУ, бульвар Вернадського 36-Б, 03142 Київ, Україна

2Київський національний університет імені Тараса Шевченка, проспект Академіка Глушкова 4г, 03187 Київ, Україна

Е-mail annakosogor@gmail.coma
Випуск Том 12, Рік 2020, Номер 1
Дати Одержано 18 грудня 2019; у відредагованій формі 15 лютого 2020; опубліковано online 25 лютого 2020
Посилання Анна Косогор, Серафіма І. Паламарчук, Віктор А. Львов, Ж. нано- електрон. фіз. 12 № 1, 01018 (2020)
DOI https://doi.org/10.21272/jnep.12(1).01018
PACS Number(s) 81.30.Kf, 75.30.Sg, 65.40.Ba
Ключові слова Магнітоструктурне перетворення, Теплоємність (2) , Адіабатична зміна температури, Рівняння Дебая.
Анотація

У даній статті представлені результати кількісного теоретичного аналізу прямого та оберненого магнітокалоричного ефекту (МКЕ) у метамагнітному сплаві з ефектом пам'яті форми (ММСЕПФ). Враховуючи нещодавно отримані експериментальні дані, що свідчать про антиферомагнітне упорядкування, був проведений теоретичний аналіз, який стартує з виразу для магнітної енергії антиферомагнетика з двома магнітними підгратками. Адіабатична зміна температури, зумовлена прямим та оберненим МКЕ в ММСЕПФ, була оцінена та порівняна з експериментальними даними, отриманими для сплаву Ni2Mn1.4Sn0.6. Адіабатична зміна температури залежить від зміни ентропії, спричиненої магнітним полем, і теплоємності сплаву. Для отримання кількісного узгодження між експериментальними та теоретичними даними були враховані та оцінені магнітний і немагнітний внески до теплоємності ММСЕПФ. Завдяки цьому був виявлений внесок спонтанної деформації, що супроводжує магнітоструктурний фазовий перехід, до загальної величини МКЕ. Також обчислено збільшення теплоємності, зумовлене зміною магнітного стану сплаву під час фазового переходу. Показано, що температурний пік теплоємності, спостережений в температурному інтервалі магнітоструктурного фазового перетворення сплаву Ni-Mn-Sn, є зумовленим як спонтанною деформацією кристалічної гратки, так і магнітним впорядкуванням сплаву. Показано, що наявність піку теплоємності зменшує очікувану з рівняння Дебая величину адіабатичної зміни температури у 2,5. Наскільки нам відомо, роль спонтанної деформації кристалічної гратки в температурній залежності теплоємності та оберненого МКЕ досі не розглядалася.

Перелік посилань