1. На главную
  2. Электронные версии
  3. Физика металлов и металловедение
  4. T. 124, № 11, 2023

Физика металлов и металловедение, 2023, T. 124, № 11, стр. 1086-1092

Магнитокалорический эффект в сплавах RCo5 (R = Gd, Tb, Dy, Ho)

М. В. Утарбекова a, *, М. А. Оршулевич a, Д. С. Батаев a, А. Г. Фазлитдинова a, С. В. Таскаев a

a Челябинский государственный университет
454001 Челябинск, ул. Братьев Кашириных, 129, Россия

* E-mail: shchichko.marina.csu@gmail.com

Поступила в редакцию 17.06.2023
После доработки 30.07.2023
Принята к публикации 07.08.2023

Аннотация

Проведены экспериментальные исследования магнитных и магнитокалорических свойств поликристаллических сплавов RCo5 (R = Gd, Tb, Dy, Ho) во внешних магнитных полях до 3 Тл. Магнитные измерения показали, что эти соединения обладают малой коэрцитивной силой и выходят на насыщение в малых полях. Установлено, что магнитокалорический эффект в исследованных соединениях наблюдается в широком температурном диапазоне, а для интерметаллидов TbCo5, DyCo5, HoCo5 имеет несколько областей существования, сопоставимых по величине эффекта. Наличие нескольких интервалов существования МКЭ обуславливается серией магнитных фазовых переходов в этих ферримагнитных соединениях.

Ключевые слова: магнитокалорический эффект, магнитное охлаждение, сжижение природного газа, редкоземельные металлы и сплавы, ферримагнетики

Список литературы

  1. Tishin A.M., Spichkin Y.I. The magnetocaloric effect and its applications. Institute of Physics Publishing, Bristol and Philadelphia. 2003. P. 480.

  2. Соколовский В.В., Мирошкина О.Н., Бучельников В.Д. Обзор современных теоретических методов исследования магнитокалорических материалов // ФММ. 2022. Т. 123. № 4. С. 344–402.

  3. Соколовский В.В., Мирошкина О.Н., Бучельников В.Д., Марченков В.В. Магнитокалорический эффект в металлах и сплавах // ФММ. 2022. Т. 123. № 4. С. 339–343.

  4. Liu W., Bykov E., Taskaev S., Bogush M., Khovaylo V., Fortunato N., Aubert A., Zhang H., Gottschall T., Wosnitza J., Scheibel F., Skokov K., Gutfleisch O. A study on rare-earth Laves phases for magnetocaloric liquefaction of hydrogen // Appl. Materials Today. 2022. V. 29. P. 101 624.

  5. Инишев А.А., Герасимов Е.Г., Терентьев П.Б., Гавико В.С., Мушников Н.В. Магнитокалорический эффект в нестехиометрических соединениях ErM2Mnx (M = Ni, Co, Fe) // ФММ. 2022. Т. 123. № 9. С. 929–934.

  6. Franco V., Bl’azquez J.S., Ipus J.J., Law J.Y., Moreno-Ramírez L.M., Conde A. Magnetocaloric effect: from materials research to refrigeration devices // Prog. Mater. Sci. 2018. V. 93. P. 112–232.

  7. Kitanovski A. Energy applications of magnetocaloric materials // Adv. Energy Mater. 2020. V. 10. P. 1 903 741.

  8. Scheibel F., Gottschall T., Taubel A., Fries M., Skokov K., Terwey A., Keune W., Ollefs K., Wende H., Farle M., Acet M., Gutfleisch O., Gruner M. Hysteresis Design of Magnetocaloric Materials – From Basic Mechanisms to Applications // Energy Technology 2018. V. 6. P. 1397–1428.

  9. Bartashevich M.I., Goto T., Yamaguchi M., Yamamoto I. Effect of hydrogen on the magnetocrystalline anisotropy of RCo5 // J. Magn and Magn. Mater., 1995. V. 140. P. 855.

  10. Tedstone A.L., Patrick C.E., Kumar S., Edwards R.S., Lees M.R., Balakrishnan G., Staunton J.B. Structural and magnetic properties of GdCo5–xNix // Phys. Rev. Materials 2019. V. 3. P. 034409.

  11. Pang H., Qiao L., Li F.S. Calculation of magnetocrystalline anisotropy energy in NdCo5 // Phys. Stat. Sol. 2009. V. 246. P. 1345.

  12. Sousat J.B., Moreirat J.M., Del Morals A., Algarabelt P., Ibarras R. Spin-reorientation transitions in NdCo5 and critical effects on the electrical resistivity temperature derivative // J. Phys. Condens. Matter 1990. V. 2. P. 3897.

  13. Donges A., Khmelevskyi S., Deak A., Abrudan R.-M., Schmitz D., Radu I., Radu F., Szunyogh L., Nowak U. Magnetization compensation and spin reorientation transition in ferrimagnetic DyCo5: Multiscale modeling and element-specific measurements // Phys. Rev. Mater. 2017. V. 96. P. 024 412.

  14. Koshkid’ko Y.S., Skokov K.P., Pastushenkov Yu.G., Nikitin S.A., Ivanova T.I. Magnetocaloric Effect of RCo5 Single Crystals in the Region of Spin Reorientation Transitions // Solid State Phenomena 2011. V. 168–169. P. 134–137.

  15. Andreev A.V., Deryagin A.V., Zadvorkin S.M. Magnetostriction anisotropy in the rare-earth compounds RCo5 following spontaneous spin-flip transitions // Sov. Phys. JETP. 1983. V. 58. P. 566.

Дополнительные материалы отсутствуют.

Инструменты

следующая статья выпуска предыдущая статья выпуска содержание выпуска

Физика металлов и металловедение

Архивы выпусков Информация о журнале Отправить рукопись в журнал