Магнитокалорический эффект в интерметаллидах R₂Fe₁₇ с различными типами магнитных фазовых переходов

Abstract

Изучен магнитокалорический эффект для систем Tm₂Fe₁₆, Tm₂Fe₁₇, Tm₂Fe₁₈, Tm₂Fe₁₉, Tm₂Fe₁₇–xMnx (x ≤ 1,5), Ce₂Fe₁₇–xMnxHy (x < 2, у ≤ 3), Lu₂Fe₁₇–xMnx (x ≤ 2) при температурах магнитного упорядочения TC, TN и фазового перехода ферро–антиферромагнетик ΘT из измерений намагниченности. В сплавах с основным ферромагнитным и высокотемпературным антиферромагнитным состояниями пиковое изменение магнитной энтропии –ΔSM увеличивается при сближении температур магнитных фазовых переходов ΘT и TN с изменением состава. Экстраполирование к нулю разностей TN – ΘT для исходного и легированного сплавов позволяет определить максимально возможное значение –ΔSM в таких системах и состав соответствующего сплава. Суперпозиция максимумов –ΔSM(T) при ΘT и TN для соединений с двумя магнитными фазовыми переходами обусловливает гораздо более высокие значения хладоемкости по сравнению с соединениями только с одним магнитным фазовым переходом при TC.Вивчено магнітокалоричний ефект для систем Tm₂Fe₁₆, Tm₂Fe₁₇, Tm₂Fe₁₈, Tm₂Fe₁₉, Tm₂Fe₁₇–xMnx (x ≤ 1,5), Ce₂Fe₁₇–xMnxHy (x < 2, у ≤ 3), Lu₂Fe₁₇–xMnx (x ≤ 2) при температурах магнітного впорядкування TC, TN та фазового переходу феро–антиферомагнетик ΘT з вимірів намагніченості. У сплавах з основним феромагнітним та високотемпературним антиферомагнітним станами пікова зміна магнітної ентропії −∆SM збільшується при зближенні температур магнітних фазових переходів ΘT та TN зі зміною складу. Екстраполювання до нуля різниць TN – ΘT для вихідного і легованого сплавів дозволяє визначити максимально можливе значення –ΔSM в таких системах і склад відповідного сплаву. Суперпозиція максимумів –ΔSM(T) при ΘT та TN для сполук з двома магнітними фазовими переходами обумовлює набагато більш високі значення хладоємності в порівнянні зі сполуками тільки з одним магнітним фазовим переходом при TC.The magnetocaloric effect of the Tm₂Fe₁₆, Tm₂Fe₁₇, Tm₂Fe₁₈, Tm₂Fe₁₉, Tm₂Fe₁₇–xMnx (x ≤ 1,5), Ce₂Fe₁₇–xMnxHy (x < 2, у ≤ 3), Lu₂Fe₁₇–xMnx (x ≤ 2) systems has been investigated at temperatures of magnetic ordering TC, TN and ferro–antiferromagnetic transition ΘT from magnetization measurements. In systems with the ground ferromagnetic state and hightemperature antiferromagnetic one, the peak entropy change –ΔSM increases when the temperatures of the magnetic phase transitions ΘT, TN approach each other with content variation. By means of extrapolation of the TN–ΘT difference to the zero value one can obtain the largest possible value of the maximum entropy change –ΔSM in the system and the composition of the corresponding alloy. A superposition of the –ΔSM(T) maxima at ΘT and TN in the case of compounds which have two points of magnetic phase transitions causes a drastic increase of the relative cooling power, as compared with compounds having only one magnetic phase transition at TC.