Влияние комбинированной деформационной обработки на магнитотепловые свойства сплавов Гейслера
А.Ю. Карпенков1, П.А. Ракунов1, И.И. Мусабиров2, Г.Г. Дунаева1
1 ФГБОУ ВО «Тверской государственный университет»
2 ФГБУН Институт проблем сверхпластичности металлов РАН
DOI: 10.26456/pcascnn/2022.14.149
Оригинальная статья
Аннотация: В настоящей работе представлены результаты комплексных исследований влияния деформации, полученной методом всесторонней изотермической ковки, на магнитокалорические свойства сплава Гейслера на основе Ni-Mn-Ga. Прямые измерения адиабатического изменения температуры показали, что в результате циклирования образца в магнитном поле μ0ΔH=1,85 Тл, ΔTad(T)0→H может уменьшаться на величину, соответствующую необратимому изменению температуры на этапе первого цикла намагничивания, связанному с выделением срытой теплоты перехода. Пренебрежение этим эффектом приводит к завышенной оценке магнитокалорического эффекта материалов с переходом первого рода. Анализ влияния деформационной обработки на температуры фазовых превращений и величину магнитокалорического эффекта указывает на то, что применение всесторонней изотермической ковки к исходному составу привело к незначительному уменьшению намагниченности, а следовательно и величины магнитокалорического эффекта, а также смещению температуры фазового перехода в сторону низких температур и уменьшение ширины температурного гистерезиса на температурных зависимостях магнитных свойств, измеренных в процессе нагревания и охлаждения образца.
Ключевые слова: сплавы Гейслера, всесторонняя изотермическая ковка, магнитокалорический эффект, магнитоструктурный фазовый переход
- Карпенков Алексей Юрьевич – к.ф.-м.н., доцент, доцент кафедры физики конденсированного состояния, ФГБОУ ВО «Тверской государственный университет»
- Ракунов Павел Андреевич – аспирант 1 года обучения, ассистент физики конденсированного состояния, ФГБОУ ВО «Тверской государственный университет»
- Мусабиров Ирек Ильфирович – к.ф.-м.н., cтарший научный сотрудник, ФГБУН Институт проблем сверхпластичности металлов РАН
- Дунаева Галина Григорьевна – аспирант 1 года обучения, ассистент физики конденсированного состояния, ФГБОУ ВО «Тверской государственный университет»
Ссылка на статью:
Карпенков, А.Ю. Влияние комбинированной деформационной обработки на магнитотепловые свойства сплавов Гейслера / А.Ю. Карпенков, П.А. Ракунов, И.И. Мусабиров, Г.Г. Дунаева // Физико-химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов. — 2022. — Вып. 14. — С. 149-158. DOI: 10.26456/pcascnn/2022.14.149.
Полный текст: загрузить PDF файл
Библиографический список:
1. Caron, L. On the determination of the magnetic entropy change in materials with first-order transitions / L. Caron, Z.Q. Ou, T.T. Nguyen et al. // Journal of Magnetism and Magnetic Materials. – 2009. – V. 321. – I. 21. – P. 3559-3566. DOI: 10.1016/j.jmmm.2009.06.086.
2. Liu, J. Reversibility of magnetostructural transition and associated magnetocaloric effect in Ni–Mn–In–Co / J. Liu, N. Scheerbaum, J. Lyubina, O. Gutfleisch // Applied Physics Letters. – 2008. – V. 93. – I. 10. – P. 102512-1-102512-3. DOI: 10.1063/1.2981210.
3. Çakιr, Ö. Reversibility in the inverse magnetocaloric effect in Mn3GaC studied by direct adiabatic temperature-change measurements / Ö. Çakιr, M. Acet // Applied Physics Letters. – 2012. – V. 100. – I. 20. – P. 202404-1-202404-4. DOI: 10.1063/1.4717181.
4. Guillou, F. Tuning the metamagnetic transition in the (Co,Fe)MnP system for magnetocaloric purposes / F. Guillou, E. Brück // Journal of Applied Physics. – 2013. – V. 114. – I. 14. – P. 143903-1-143903-7. DOI: 10.1063/1.4824543.
5. Skokov, K.P. Influence of thermal hysteresis and field cycling on the magnetocaloric effect in LaFe11.6Si1.4 / K.P. Skokov, K.H. Müller, J.D. Moore et al. // Journal of alloys and compounds. – 2013. – V. 552. – P. 310-317. DOI: 10.1016/j.jallcom.2012.10.008.
6. Chirkova, A. Giant adiabatic temperature change in FeRh alloys evidenced by direct measurements under cyclic conditions / A. Chirkova, K.P. Skokov, L. Schultz et al. // Acta Materialia. – 2016. – V. 106. – P. 15-21. DOI: 10.1016/j.actamat.2015.11.054.
7. Chulist, R. Cyclic fibre texture in hot extruded Ni50Mn29Ga21 / R. Chulist, W. Skrotzki, C.G. Oertel et al. // International Journal of Materials Research. – 2012. – V. 103. – I. 5. – P. 575-579. DOI: 10.3139/146.110735.
8. Wei, L. Introducing equiaxed grains and texture into Ni-Mn-Ga alloys by hot extrusion for superplasticity / L. Wei, X. Zhang, M. Qian et al. // Materials & Design. – 2016. – V. 112. – P. 339-344. DOI: 10.1016/j.matdes.2016.09.076.
9. Kaletina, Y.V. Structure and microhardness of the three-component Ni-Mn-In alloy after different modes of thermal cycling treatment / Y.V. Kaletina, E. Greshnova, A. Kaletin // Letters on Materials. – 2017. – V. 7. – I. 3. – P. 287-291. DOI: 10.22226/2410-3535-2017-3-287-291.
10. Karpenkov, D.Y. Pressure dependence of magnetic properties in La(Fe,Si)13: multistimulus responsiveness of caloric effects by modeling and experiment / D.Y. Karpenkov, A.Y. Karpenkov, K.P. Skokov et al. // Physical Review Applied. – 2020. – V. 13. – I. 3. – P. 034014-1-030414-15. DOI: 10.1103/PhysRevApplied.13.034014.
11. Liu, J. Giant magnetocaloric effect driven by structural transitions / J. Liu, T. Gottschall, K.P. Skokov, J.D. Moore, O. Gutfleisch // Nature Materials. – 2012. – V. 11. – I. 7. – P. 620-626. DOI: 10.1038/nmat3334.
12. Khovaylo, V.V. Adiabatic temperature change at first-order magnetic phase transitions: Ni2.19Mn0.81Ga as a case study / V.V. Khovaylo, K.P. Skokov, Y.S. Koshkid’ko et al. // Physical Review B. – 2008. – V. 78. – I. 6. – P. 060403-1-060403-4. DOI: 10.1103/PhysRevB.78.060403.
13. Мусабиров, И.И. Анизотропия термического расширения поликристаллического сплава системы Ni-Mn-Ga, подвергнутого пластической деформации ковкой / И.И. Мусабиров, И.М. Сафаров, Р.М. Галеев, и др. // Физика твердого тела. – 2018. – Т. 60. – Вып. 6. – С. 1051-1057. DOI: 10.21883/FTT.2018.06.45975.28Mю
14. Карпенков, А.Ю. Исследование магнитообъёмного эффекта соединения DyCo2 при изотермическом и адиабатическом режиме изменения магнитного поля / А.Ю. Карпенков, П.А. Ракунов, К.П. Скоков, Д.Ю. Карпенков, С.В. Таскаев // Челябинский физико-математический журнал. – 2020. – Т. 5. – № 4-2. – С. 545-556. DOI: 10.47475/2500-0101-2020-15414.