Исследование новых твердотельных криогенных охладителей на основе магнитокалорического эффекта для решения задачи ожижения водорода

Проект направлен на исследование новых материалов для создания энергоэффективных устройств охлаждения систем космических аппаратов. В частности, речь идёт об охлаждении матриц орбитальных обсерваторий, регистрирующих электромагнитное излучение при температуре 35 К и ниже, а также различных электронных модулей вычислительных и телекоммуникационных устройств. Сейчас охлаждение таких систем требует значительных затрат энергии. Эффективная мощность охлаждения составляет всего несколько ватт на каждые 10 кВт затрачиваемой мощности. Интеграция магнитокалорической ступени в систему криорефрижератора позволит повысить энергоэффективность охлаждения и позволить достичь температур сжижения водорода и ниже без использования традиционных хладагентов, таких как жидкий гелий или водород. Это актуальная задача для авиакосмической отрасли. Основной научный вызов заключается в поиске материалов с существенным магнетокалорическим эффектом в нужном температурном диапазоне. Базовым материалом исследования выбраны монокристаллы GdTiO3, которые претерпевают фазовый переход второго рода при температуре 33 К. Получены новые образцы поликристаллов и монокристаллов соединений Gd(1-x)RE(x)Ti(1-y)d(y)O3, измерены их магнитные и термодинамические свойства в интервале 5-100К и в магнитных полях 0-5 Т, на основе которых определена фазовая диаграмма термодинамических и магнитных свойств синтезированных образцов.