Please use this identifier to cite or link to this item: https://essuir.sumdu.edu.ua/handle/123456789/77134
Or use following links to share this resource in social networks: Recommend this item
Title Magnetocaloric Effect in Metamagnetic Shape Memory Alloy
Other Titles Магнітокалоричний ефект у метамагнітному сплаві з ефектом пам'яті форми
Authors Kosogor, A.
Palamarchuk, S.I.
L'vov, V.A.
Keywords магнітоструктурне перетворення
теплоємність
адіабатична зміна температури
рівняння Дебая
magnetostructural transition
specific heat
adiabatic temperature change
Debye equation
Type Article
Date of Issue 2020
URI https://essuir.sumdu.edu.ua/handle/123456789/77134
Publisher Sumy State University
License
Citation Kosogor, A. Magnetocaloric Effect in Metamagnetic Shape Memory Alloy [Текст] / A. Kosogor, S.I. Palamarchuk, V.A. L'vov // Журнал нано- та електронної фізики. – 2020. – Т. 12, № 1. – 01018. – DOI: 10.21272/jnep.12(1).01018.
Abstract 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.
In the present article, the results of quantitative theoretical analysis of the normal and inverse magnetocaloric effects (MCEs) in metamagnetic shape memory alloy (MMSMA) are reported. Taking into account that the direct experimental evidences of antiferromagnetic ordering were obtained recently, the theoretical analysis was carried out starting from the expression for the magnetic energy of antiferromagnet with two magnetic sublattices. The adiabatic temperature change caused by the inverse and normal MCEs in MMSMA was evaluated and compared with experimental data obtained for Ni2Mn1.4Sn0.6 alloy. The adiabatic temperature change depends on the magnetic-field-induced entropy change and heat capacity of the alloy. To obtain the quantitative agreement between the experimental and theoretical data the magnetic and non-magnetic contributions to the heat capacity of MMSMA were taken into account and evaluated. Due to this, the contribution of spontaneous deformation, which accompanies the magnetostructural phase transition, to the total value of MCE was discovered. The increase of heat capacity caused by the change of magnetic state of the alloy during the phase transition was computed as well. It was shown that the temperature peak of heat capacity, observed in the temperature range of magnetostructural phase transformation of Ni-Mn-Sn alloy, is caused by both spontaneous deformation of the crystal lattice and magnetic ordering of the alloy. It was shown that the presence of the peak of heat capacity diminishes the expected from the Debye equation value of adiabatic temperature change by factor 2.5. To the best of our knowledge, the role of spontaneous deformation of the crystal lattice in the temperature dependence of heat capacity and inverse MCE was not considered until now.
Appears in Collections: Журнал нано- та електронної фізики (Journal of nano- and electronic physics)

Views

China China
349
Germany Germany
3
Lithuania Lithuania
1
Sweden Sweden
1
Ukraine Ukraine
2687
United Kingdom United Kingdom
1
United States United States
2688
Vietnam Vietnam
700

Downloads

Germany Germany
1
Ukraine Ukraine
107
United Kingdom United Kingdom
1
United States United States
1
Vietnam Vietnam
1

Files

File Size Format Downloads
Kosogor_jnep_2020_1.pdf 429,6 kB Adobe PDF 111

Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.