Phase transitions, thermal, electrical, and magnetocaloric properties of Ni50Mn37-xAlxSn13 (x=2, 4) ribbon samples

Gamzatov, A. G.; Batdalov, A. B.; Khizriev, ShK.; Aliev, A. M.; Khanov, L. N.; Yen, N. H.; Dan, Nguyen Huy; Zhou, Haihua; Yu, Seong Cho; Kim, D.-H.

doi:10.1016/j.jallcom.2020.155783

Cited by 12 publications

(6 citation statements)

References 36 publications

Supporting

Mentioning

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

“…Увеличение скорости сканирования температуры приводит к росту величины обратного эффекта. Природа такого поведения более детально рассмотрена в работах [6,28,29]. Максимальная величина обратного эффекта, полученная экстракционным методом (при разовом включении магнитного поля) в магнитном поле 1.8 T равна −0.9 K (см.…”

Section: результаты и обсуждениеunclassified

Теплоемкость, теплопроводность и магнитокалорический эффект в сплаве Гейслера Ni-=SUB=-47-=/SUB=-Mn-=SUB=-40-=/SUB=-Sn-=SUB=-13-=/SUB=-

Гамзатов¹,

Батдалов²,

Хизриев³

et al. 2022

Физика Твердого Тела

View full text Add to dashboard Cite

Приведены результаты исследования теплоёмкости, теплопроводности, и магнитокалорического эффекта поликристаллического сплава Ni47Mn40Sn13 в зависимости от температуры (T=80-350 К) и магнитного поля (0-8 T). Вблизи магнитоструктурного фазового перехода (МСФП) мартенсит--аустенит обнаружена значительная разница между величинами скачка теплоемкости Delta CP в режиме нагрева и охлаждения, что связывается с влиянием скрытой теплоты фазового перехода. В диапазоне T=80-300 K теплопроводность растет с температурой (dkappa/dT>0) и увеличивается более чем в три раза. Электронная теплопроводность в мартенситной фазе (T=150 K) составляет 37% от общей. В области МСФП обнаружен аномальный рост теплопроводности Deltakappa=kappa(аust)-kappa(mart)=4.2 Wm K. Вклады электронов и фононов в наблюдаемый скачок составляют 63 и 37% соответственно и обусловлены как ростом подвижности электронов проводимости при переходе мартенсит--аустенит, так и увеличением длины свободного пробега фононов. Исследован магнитокалорический эффект в циклических магнитных полях амплитудой 1.8 T. Установлена зависимость величины обратного эффекта от скорости сканирования температуры. Прямые измерения Delta T в циклическом магнитном поле 1.2 T показывает уменьшение амплитуды эффекта вблизи TC в два раза при увеличении частоты циклического магнитного поля от 1 до 30 Hz. Скорее всего это связано с магнитными и микроструктурными неоднородностями, которые выступают в качестве дополнительного канала тепловой диссипации. Ключевые слова: сплавы Гейслера, теплоёмкость, теплопроводность, магнитокалорический эффект, циклические магнитные поля.

show abstract

Section: результаты и обсуждениеunclassified

Теплоемкость, теплопроводность и магнитокалорический эффект в сплаве Гейслера Ni-=SUB=-47-=/SUB=-Mn-=SUB=-40-=/SUB=-Sn-=SUB=-13-=/SUB=-

Гамзатов¹,

Батдалов²,

Хизриев³

et al. 2022

Физика Твердого Тела

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…Результаты исследования влияния допирования Al на структуру, магнитные свойства и МКЭ ленточных образцов Ni 50 Mn 37−x Al x Sn 13 представлены в работах [4,[7][8][9]. В имеющейся литературе большое количество данных о МКЭ в ленточных образцах сплавов Гейслера в основном получено с помощью косвенных методов, основанных на измерении кривых изотермической намагниченности [1][2][3][4][5][6].…”

Section: Introductionunclassified

“…В этом плане прямые измерения МКЭ являются предпочтительными. Нам известны всего несколько работ, посвященных исследованию МКЭ ленточных образцов прямым методом [7][8][9][10][11]. Это связано с тем, что для исследования прямым методом МКЭ в ленточных образцах нужны специальные методики, так как классические прямые методы требуют более массивные образцы.…”

Section: Introductionunclassified

Магнитокалорические свойства ленточного образца сплава Гейслера Ni-=SUB=-45-=/SUB=-Co-=SUB=-5-=/SUB=-Mn-=SUB=-31-=/SUB=-Al-=SUB=-19-=/SUB=-: экспериментальные и теоретические исследования

Гамзатов¹,

Соколовский²,

Батдалов³

et al. 2022

Физика Твердого Тела

Self Cite

View full text Add to dashboard Cite

Приводятся результаты экспериментальных и теоретических исследований магнитокалорических свойств ленточного образца сплава Ni45Co5Mn31Al19 в интервале T=80-350 K в магнитных полях до 8 Т. Данный сплав демонстрирует магнитоструктурный фазовый переход (МСФП) 1-го рода в области температур 270 K, а также переход II рода --- при температуре Кюри 294 K. Магнитокалорический эффект (МКЭ) исследовался как прямым методом модуляции магнитного поля в циклических полях до 8 T, так и классическим экстракционным методом. Полевые зависимости МКЭ имеют различный характер для фазовых переходов I и II родa. Вблизи МСФП обратный МКЭ необратим, т. е. конечная температура образца ниже начальной на 0.75 K. Теоретические исследования магнитных свойств и МКЭ исследуемого образца выполнено с помощью ab initio расчетов и моделирования методом Монте-Карло. Теоретические температурные зависимости МКЭ характеризуются схожим интервалом проявления эффекта в области мартенситного превращения и более узким интервалом в области температуры Кюри аустенита по сравнению с экспериментом, что обусловлено наличием неоднородного смешанного состояния аустенита в экспериментальном образце. В целом, теоретические данные качественно и количественно воспроизводят экспериментальные зависимости. Ключевые слова: магнитокалорический эффект, циклические поля, сплав Гейслера, метод Монте-Карло.

show abstract

“…The results of study of the influence of Al doping on the structure, magnetic properties and MCE of ribbon samples of Ni 50 Mn 37−x Al x Sn 13 are given in [4,[7][8][9]. Much data on MCE in ribbon samples of Heusler alloys in the available literature has been chiefly obtained by indirect methods based on measurement of isothermal magnetization curves [1][2][3][4][5][6].…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

“…We came across only several papers dedicated to the study of MCE of ribbon samples by the direct method [7][8][9][10][11]. This is due to the fact that direct studies of MCE in ribbon samples require special procedures, since the classical direct methods require bulkier samples.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Magnetocaloric properties of a ribbon sample of Heusler alloy Ni-=SUB=-45-=/SUB=-Co-=SUB=-5-=/SUB=-Mn-=SUB=-31-=/SUB=-Al-=SUB=-19-=/SUB=-: experimental and theoretical studies

Gamzatov

Sokolovsky

Batdalov

et al. 2022

Physics of the Solid State

View full text Add to dashboard Cite

The results of experimental and theoretical studies of magnetocaloric properties of a ribbon sample of alloy Ni45Co5Mn31Al19 in the range of T=80-350 K in magnetic fields of up to 8 T are given. This alloy demonstrates a first-order magnetostructural phase transition (MSPT) in the temperature range of 270 K, as well as a second-order transition --- at the Curie temperature of 294 K. The magnetocaloric effect (MCE) was studied both by the direct method of magnetic field modulation in cyclic fields up to 8 T and by the classical extractive method. Field dependence of MCE have a different nature for first- and second-order phase transitions. A reverse MCE near MSPT is irreversible, i.e. the final sample temperature is 0.75 K below the initial one. Theoretical studies of magnetic properties and MCE of the studied sample were performed by ab initio calculations and Monte Carlo modeling. Theoretical temperature dependences of MCE are characterized by a similar interval of effect manifestation in the region of martensitic transformation and a narrower interval in the region of austenite Curie temperature as compared to the experiments, which is conditioned by the presence of a heterogeneous mixed state of austenite in the experimental sample. On the whole, theoretical data qualitatively and quantitatively reproduce the experimental dependences. Keywords: magnetocaloric effect, cyclic fields, Heusler alloy, Monte Carlo method.

show abstract

Phase transitions, thermal, electrical, and magnetocaloric properties of Ni50Mn37-xAlxSn13 (x=2, 4) ribbon samples

Cited by 12 publications

References 36 publications

Теплоемкость, теплопроводность и магнитокалорический эффект в сплаве Гейслера Ni-=SUB=-47-=/SUB=-Mn-=SUB=-40-=/SUB=-Sn-=SUB=-13-=/SUB=-

Теплоемкость, теплопроводность и магнитокалорический эффект в сплаве Гейслера Ni-=SUB=-47-=/SUB=-Mn-=SUB=-40-=/SUB=-Sn-=SUB=-13-=/SUB=-

Магнитокалорические свойства ленточного образца сплава Гейслера Ni-=SUB=-45-=/SUB=-Co-=SUB=-5-=/SUB=-Mn-=SUB=-31-=/SUB=-Al-=SUB=-19-=/SUB=-: экспериментальные и теоретические исследования

Magnetocaloric properties of a ribbon sample of Heusler alloy Ni-=SUB=-45-=/SUB=-Co-=SUB=-5-=/SUB=-Mn-=SUB=-31-=/SUB=-Al-=SUB=-19-=/SUB=-: experimental and theoretical studies

Contact Info

Product

Resources

About