Статьи автора

Магнитокалорические материалы для низкотемпературного магнитного охлаждения

Номер выпуска 4 от 01.04.2023

Дан обзор современного состояния исследований в области изучения магнитокалорических материалов на основе редкоземельных металлов, перспективных для применения в технологии низкотемпературного магнитного охлаждения. Представлены физические основы и характеристики магнитокалорического эффекта в материалах на основе редкоземельных металлов с температурами магнитных фазовых переходов в области низких температур.

68 0

Функциональные свойства сплавов системы Ni–Ti с эффектом памяти формы и эффективность их использования в качестве исполнительных элементов актуаторов для микроэлектромеханических систем

Номер выпуска 4 от 01.04.2023

Представлены результаты исследования функциональных свойств сплавов системы Ni–Ti после различных деформационных обработок. Определено значение критических напряжений, при которых начинается деградация функциональных свойств: и установлено, что оно примерно в два раза ниже предела текучести. Рассчитаны коэффициенты полезного действия виртуальных термодинамических машин с рабочим телом из исследованных материалов и проведено его сравнение с коэффициентом полезного действия машины Карно на основе этого же материала – рассчитан коэффициент идеальности при условии срабатывания при напряжениях, не превышающих критических. Установлено, что в условиях однократного срабатывания наибольшим коэффициентом идеальности 9.7% обладает материал от прутков, полученных теплой ковкой при 350°С с диаметром от 20 до 5 мм. Для условий периодического действия при напряжениях в 1.2 раза ниже критических определено, что коэффициент идеальности составляет 7.4…7.7% для сплавов, прошедших горячую ковку и комбинацию равноканального углового прессования и теплой ковки.

64 0

Обратный магнитокалорический эффект в соединении Mn₅Si₃

Номер выпуска 4 от 01.04.2023

Прямым методом проведены исследования магнитокалорического эффекта (МКЭ) для образцов соединения Mn₅Si₃ в адиабатических условиях в магнитных полях до 2 Тл при криогенных температурах в диапазоне от 25 до 125 K. По результатам измерений показано, что при температурах вблизи метамагнитоструктурного фазового перехода 1-го рода из неколлинеарного антиферромагнитного в коллинеарное антиферромагнитное состояние наблюдаются как обратный, так и прямой МКЭ. Максимальное значение обратного МКЭ составило ∆T_ad = –0.27 K при начальной температуре T₀ = 55 K в магнитном поле 2 Тл. Прямой МКЭ с максимальным значением ∆T_ad = +0.23 K наблюдается при T₀ = 70 K в поле 2 Тл.

61 0

Контактное термосопротивление в области криогенных температур в сильных магнитных полях

Номер выпуска 4 от 01.04.2023

Исследована физическая модель механического теплового ключа при криогенных температурах, в которой теплопередача происходит за счет контактной теплопроводности в разъемной контактной паре из двух медных цилиндров. На основе криомагнитной системы со сверхпроводящим соленоидом 10 Тл разработан механический тепловой ключ, определены значения контактной теплопроводности в диапазоне температур 10…160 К, в том числе в магнитном поле 5 Тл. В исследуемой области температур 60…80 К: близкой к фазовому переходу соединений DyAl₂ и GdNi₂, значение контактной теплопроводности составило 2300…3300 Вт/(м² K). Экспериментально определено влияние магнитного поля до 5 Тл на контактное термическое сопротивление в условиях вакуума.

62 0

Магнитокалорический эффект в фазе Лавеса GdNi₂ в сильных магнитных полях

Номер выпуска 4 от 01.04.2023

Проведены экспериментальные исследования магнитных и магнитокалорических свойств фазы Лавеса GdNi₂ во внешних статических до 3 Тл и импульсных до 50 Тл магнитных полях. Установлено, что в магнитном поле 3 Тл изменение магнитной энтропии сплава достигает максимального значения ΔS_m = −8 Дж/(кг К) в окрестности температуры Кюри T_C = 73.6 К. Соответствующее адиабатическое изменение температуры в этом случае, рассчитанное косвенным методом, составит ΔT_ad ≈ 3 К. Максимальное значение адиабатического изменения температуры, измеренное прямым методом в импульсном магнитном поле в 50 Тл при T₀ = 77 К, составило ΔT_ad = 15 К, что хорошо согласуется с теоретическими предсказаниям.

68 0

Применение термообработки для оптимизации магнитострикционной компоненты магнитоэлектрического композита

Номер выпуска 4 от 01.04.2023

Исследовано влияние термообработки магнитострикционной компоненты в магнитоэлектрических (МЭ) композитах, состоящих из пьезоэлектрического и магнитострикционного материала. Экспериментально найдена зависимость МЭ коэффициента по напряжению от частоты без термообработки и с отжигом от 200 до 500 °C аморфного сплава АМАГ493, который выступал в роли магнитострикционной компоненты. Показано, что с увеличением температуры обработки аморфного сплава наблюдается увеличение МЭ-коэффициента по напряжению: максимальное значение МЭ коэффициента наблюдалось при температуре 350°C и составило 29.52 В см^–1 Э^–1 на частоте резонанса 54 кГц. Доказано, что увеличение МЭ-коэффициента по напряжению происходит за счет улучшения характеристик аморфного сплава в ходе термической обработки, приводящей к частичной нанокристаллизации материала.

67 0

Влияние кристаллографической ориентации на фазовый переход конечной пластины из сплава с эффектом памяти формы TiNi

Номер выпуска 10 от 01.10.2023

Проведено моделирование пластины из сплава с памятью формы TiNi при различных кристаллографических ориентациях с помощью свободного пакета для классической молекулярной динамики LAMMPS. Выяснено, что кристаллографическая ориентация пластины оказывает существенное влияние на температуру фазового перехода. Построена зависимость поверхностной энергии от температуры при кристаллографических ориентациях (100), (110), (112), (122). Исследована устойчивость используемой модели, в результате чего подтверждена ее применимость в данных расчетах.

62 0

Метамагнитный фазовый переход в соединении Mn₅Si₃

Номер выпуска 1 от 01.01.2025

Проведены исследования электросопротивления соединения Mn₅Si₃ в магнитных полях до 2 Тл при криогенных температурах в диапазоне от 35 до 90 K. По результатам измерений теплоемкости при постоянном давлении C_P, намагниченности M и удельного электросопротивления ρ определены характерные температуры магнитных фазовых переходов T_N1 и T_N2. Показано, что поведение кривых ρ(T) отличается в зависимости от условий и протокола проведения измерений. По результатам измерений магнитокалорических свойств в сильных магнитных полях до 10 Тл при криогенных температурах в диапазоне от 25 до 125 К наблюдается как обратный, так и прямой магнитокалорический эффект. Максимальное значение обратного магнитокалорического эффекта составило ∆T_ад = –1.1 K при начальной температуре T₀ = 50 K в магнитном поле 10 Тл. Прямой магнитокалорический эффект с максимальным значением ∆T_ад = +0.9 K наблюдается при T₀ = 62.5 K в поле 10 Тл. Определен локальный показатель полевого распределения энтропии n, значение которого n > 2 подтверждает тип и существование фазового перехода 1-го рода.

13 0