Комплексное исследование теплофизических и магнитотранспортных свойств ленточных и объемных образцов сплавов Гейслера

Функциональные материалы являются предметом пристального внимания исследователей, так как на основе их физических свойств могут быть созданы инновационные технологии. Среди таких материалов можно выделить сплавы Гейслера Ni-Mn-X (X=In, Sn), бинарные соединения Fe-Rh и Mn-As с огромным магнитокалорическим эффектом (МКЭ) и с необычными магнитными и энтропийными свойствами. Общим для указанных сплавов является то, что в них наблюдаются магнитоструктурные фазовые переходы, которыми можно управлять внешним воздействием (поле, температура, давление). Принципиально важным при использовании функциональных материалов для создания технических устройств является знание их теплопроводящих свойств, так как от величины теплопроводности зависит эффективность работы устройства, созданного на базе данного материала. Установление взаимосвязи между структурными и магнитными превращениями с одной стороны и механизмами рассеяния электронов и фононов – с другой представляет одно из главных направлений предлагаемого проекта. В такой плоскости этот вопрос ранее не рассматривался. Исследования механизмов рассеяние носителей тепла вблизи фазовых переходов без четкого представления о природе самих переходов не представляется возможным. Поэтому в проекте значительное внимание будет уделено изучению самой природы фазовых переходов. Другая задача, которую планируется решить в рамках данного проекта – исследование теплофизических и магнитотранспортных свойств ленточных образцов сплавов Гейслера. Быстрозакаленные ленточные образцы полностью сохраняют структурные и магнитные фазовые превращения, присущие объемным образцам и они лишены основного недостатка, характерного для массивных образцов – хрупкости. Поэтому в технологии магнитного охлаждения предпочтение будет отдано ленточным образцам, обеспечивающим необходимую скорость отвода тепла от рабочего тела и высокую КПД холодильной машины. Исследованию транспортных (теплопроводность и электропроводность) и теплофизических (теплоемкость и тепловое расширение) свойств быстрозакаленных ленточных образцов сплавов Гейслера Ni50-xCoxMn50-yAly (x=5-10; y=17-19) и FexCrxB2Co2Zn10 будет посвящена вторая часть проекта. Поставленные в проекте задачи будут решены путем измерения теплопроводности, теплоемкости, термодиффузии, намагниченности, электросопротивления, магнитострикции некоторых перспективных композиций вышеназванных сплавов и тонких лент в области T=77-350K и в магнитных полях до 80 кЭ. В результате проведенных исследований будет установлена общая картина взаимосвязи магнитоструктурных фазовых превращений и механизма рассеяния носителей тепла в объемных и ленточных образцах сплавов Гейслера.