Теплоемкость, теплопроводность и магнитокалорический эффект в сплаве Гейслера Ni47Mn40Sn13
Гамзатов А.Г.1, Батдалов А.Б.1, Хизриев Ш.К.1, Мухучев А.М.1, Алиев А.М.1, Varzaneh A.Ghotbi2, Kameli P.2, Sarsari I.Abdolhosseini2, Jannati S.2
1Институт физики им. Х.И. Амирханова ДФИЦ РАН, Махачкала, Россия
2Department of Physics, Isfahan University of Technology, Isfahan, Iran
Email: gamzatov_adler@mail.ru
Поступила в редакцию: 28 сентября 2022 г.
В окончательной редакции: 28 сентября 2022 г.
Принята к печати: 29 сентября 2022 г.
Выставление онлайн: 27 сентября 2022 г.
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.
- T. Krenke, M. Acet, E.F. Wassermann. Phys. Rev. B 72, 014412 (2005)
- K. Koyama, T. Igarashi, H. Okada, K. Watanabe, T. Kanomata, R. Kainuma, W. Ito, K. Oikawa, K. Ishida. J. Magn. Magn. Mater. 310, 994 (2007)
- T. Krenke, E. Duman, M. Acet, E.F. Wassermann, X. Moya, L. Manosa, A. Planes. Nature Mater. 4, 450 (2005)
- S. Aksoy, M. Acet. Phys. Rev. B 79, 212401 (2009)
- A. Banerjee, P. Chaddah, S. Dash, K. Kumar, A. Lakhani. Phys. Rev. B 84, 214420 (2011)
- A.G. Gamzatov, A.M. Aliev, A. Ghotbi Varzanah, P. Kameli, I. Abdolhosseini Sarsari, S.C. Yu. Appl. Phys. Lett. 113, 172406 (2018)
- S. Pramanick, S. Chatterjee, S. Giri, S. Majumdar. Appl. Phys. Lett. 105, 112407 (2014)
- V.V. Sokolovskiy, V.D. Buchelnikov, M.A. Zagrebin, P. Entel, S. Sahoo, M. Ogura. Phys. Rev. B 86, 134418 (2012)
- X. Wang, J.-X. Shang, F.-H. Wang, C.-B. Jiang, H.-B. Xu. J. Magn. Magn. Mater. 355, 173 (2014)
- S.M. Podgornykh, E.G. Gerasimov, N.V. Mushnikov, T. Kanomata. J. Phys.: Conf. Ser. 266, 012004 (2011)
- A. Ghotbi Varzaneh, P. Kameli, I.A. Sarsari, M.G. Zavareh, C.S. Mejia, T. Amiri, Y. Skourski, J.L. Luo, T.H. Etsell, V.A. Chernenko. Phys. Rev. B 101, 134403 (2020)
- A. Ghotbi Varzaneh, P. Kameli, V.R. Zahedi, F. Karimzadeh, H. Salamati. Met. Mater. Int. 21, 758 (2015)
- A. Ghotbi Varzaneh, P. Kameli, T. Amiri, K.K. Ramachandran, A. Mar, I. Abdolhosseini Sarsari, J.L. Luo, T.H. Etsell, H. Salamati. J. Alloys Comp. 708, 34 (2017)
- Ю.В. Калетина, Е.Г. Герасимов, В.А. Казанцев, А.Ю. Калетина. ФТТ 59, 1978 (2017)
- H. Hedayati, P. Kameli, A. Ghotbi Varzaneh, S. Jannati, H. Salamati. Intermetallics 82, 14 (2017)
- Q. Zheng, G. Zhu, Z. Diao, D. Banerjee, D.G. Cahill. Adv. Eng. Mater. 1801342 (2019)
- B. Zhang, X.X. Zhang, S.Y. Yu, J.L. Chen, Z.X. Cao, G.H. Wu. Appl. Phys. Lett. 91, 012510 (2007)
- Y.K. Kuo, K.M. Sivakumar, H.C. Chen, J.H. Su, C.S. Sue. Phys. Rev. B 72, 054116 (2005)
- A.B. Batdalov, A.M. Aliev, L.N. Khanov, V.D. Buchel`nikov, V.V. Sokolovskii, V.V. Koledov, V.G. Shavrov, A.V. Mashirov, E.T. Dil`mieva. JETP 122, 874 (2016)
- L.S.S. Chandra, M.K. Chattopadhyay, V.K. Sharma, S.B. Roy, S.K. Pandey. Phys. Rev. B 81, 195105 (2010)
- A. Rudajevova. Int. J. Therm. Sci. 47, 1243 (2008)
- A.G. Gamzatov, A.B. Batdalov, A.M. Aliev, Sh.K. Khizriev, V.V. Khovaylo, A. Ghotbi Varzaneh, P. Kameli, I. Abdolhosseini Sarsari, S. Jannati. Intermetallics 143, 107491 (2022)
- J. Kavstil, J. Kamarad, M. Msek, J. Hejtmanek, Z. Arnold. J. Magn. Magn. Mater. 466, 260 (2018)
- J.L. Cohn, J.J. Neumeier, C.P. Popoviciu, K.J. McClellan, Th. Leventouri. Phys. Rev. B 56, R8495 (1997)
- Р. Берман. Теплопроводность твердых тел. Мир, М. (1979). 296 с
- H. Rached, D. Rached, S. Benalia, A.H. Reshak, M. Rabah, R. Khenata, S. Bin Omran. Mater Chem. Phys. 143, 93 (2013)
- R.I. Barabash, O.M. Barabash, D. Popov, G. Shen, C. Park, W. Yang. Acta Mater. 87, 344 (2015)
- A.G. Gamzatov, A.M. Aliev, A.B. Batdalov, Sh.K. Khizriev, D.A. Kuzmin, A.P. Kamantsev, D.-H. Kim, N.H. Yen, N.H. Dan, S.-C. Yu. J. Mater. Sci. 56, 15397 (2021).
- A.G. Gamzatov, A.B. Batdalov, Sh.K. Khizriev, A.M. Aliev, L.N. Khanov, N.H. Yen, N.H. Dan, H. Zhou, S.-C. Yu, D.-H. Kim. J. Alloys Comp. 842, 155783 (2020)
- A.M. Aliev, A.G. Gamzatov. J. Magn. Magn. Mater 553, 169300 (2022)
- J. Dontgen, J. Rudolph, T. Gottschall, O. Gutfleisch, D. Hagele. Energy Technology 6, 1470 (2018)
- A.G. Gamzatov, A.M. Aliev, P.D.H. Yen, L.N. Khanov, K.X. Hau, T.D. Thanh, N.T. Dung, S.-C. Yu. J. Appl. Phys. 124, 183902 (2018)
- M. Zentkova, M. Kovalik, M. Mihalik jr., K. Csach, A.G. Gamzatov, A.M. Aliev, S. I'kovivc, M. Fitta, M. Perovic. J. Magn. Magn. Mater. 549, 169002 (2022).
Подсчитывается количество просмотров абстрактов ("html" на диаграммах) и полных версий статей ("pdf"). Просмотры с одинаковых IP-адресов засчитываются, если происходят с интервалом не менее 2-х часов.
Дата начала обработки статистических данных - 27 января 2016 г.