Отзыв официального оппонента 2 (Особенности магнитокалорического эффекта и магнитных свойств сплавов Fe-Rh в области фазового перехода антиферромагнетизм - ферромагнетизм)

О1ЗЫВ официального оппонента на диссертацию ГИМАЕВА Радэля Радиковича «Особенности магнитокалорического эффекта и магнитных свойств сплавов Ее-И~ в области фазового перехода антиферромагнетизм — ферромагнетизм», представленную на соискание ученой степени кандидата физикоматематических наук по специальности 01.04.11 — Физика магнитных явлений Диссертационная работа Гимаева Р,Р. посвящена комплексным экспериментальным и теоретическим исследованиям магнитных и магнитотепловых свойств сплавов бинарной системы Ре-И~ и тройной системы Ее-И~-Рд в области фазового перехода антиферромагнетизм— ферромагнетизм, Внимание ученых к данным сплавам обусловлено двумя основными причинами: во-первых, фундаментальные исследования данных сплавов интересны для выяснения природы магнитного фазового перехода первого рода, наблюдаемого в данном семействе сплавов и объяснения причины больших значений магнитокалорического эффекта (МКЭ), вовторых, сплавы на основе Ре-ЙЬ являются перспективными с точки зрения практического применения.

Исследование МКЭ методом прямой регистрации температуры образца при процессах намагничивания-размагничивания является более достоверным, однако в работах, посвященных прямым измерениям, как правило, приводятся только температурные зависимости МКЭ, полученные при однократном приложении магнитного поля. Поскольку в процессе работы магнитного холодильника ~МХ), рабочим телом которого потенциально могут быть использованы исследованные в работе сплавы, материал подвергается многократному циклированию в магнитном поле, то однократное приложение не может в полной степени охарактеризовать материал как хладагент. В связи с этим, актуальным является проведение экспериментальных исследований МКЭ материалов в условиях, приближенным к реальным условиям работы магнитного теплового насоса.

Таким образом, тема диссертации является безусловно актуальной, как с точки зрения развития фундаментальных представлений о физической природе магнитных свойств соединений системы Ге-КЬ, так и для практического применения в технологиях магнитного охлаждения, медицине и магнитной записи. Сформулированные цель и задачи работы отвечают критериям новизны, важны для понимания фазовых магнитных и структурных переход в сплавах Ре-ЙЬ, что в перспективе может привести к разработке новых материалов, с высокими магнитотепловыми свойствами, без содержания в своем составе дорогостоящего Иь Достоверность научных положений и выводов, обсуждаемых в диссертации, подтверждается использованием тщательно аттестованных современными методами исходных и легированных образцов сплавов системы Ге-КЬ, подробным описанием используемых в работе экспериментальных методов измерения физических параметров, приведенным во второй главе.

Представленная диссертация состоит из введения, четырех глав с основными результатами и выводами, списка литературы. Украшением работы является приведенный в первой главе диссертации обзор литературы, посвященный изучению сплавов на основе Ге-И~. В главе рассмотрена фазовая диаграмма двухкомпонентной системы Ре-йй, описаны магнитные и кристаллические структуры известных фаз. Описан магнитный фазовый переход АФМ вЂ” ФМ, наблюдаемый в эквиатомных сплавах Ге-Ит, и сопровождающие его трансформации магнитной и кристаллической структур сплавов.

Описаны магнитные и магнитотепловые свойства сплавов Ре-ЙЬ, рассмотрены причины рекордных значений МКЭ, а также приведены обсуждения перспективы практического применения сплавов Ре-КЬ в технологии магнитного охлаждения, медицине, электронике, технологии тепловой магнитной записи информации. Основные экспериментальные результаты приводятся автором в третьей и четвертой главах диссертации. Среди научных результатов, имеющих важное научное значение, хотелось бы отметить следующие: Проведены детальные экспериментальные исследования намагниченности и динамического МКЭ сплавов Рея 4КЬ49,~, Ее49 7КЬ47,,$Рд~ 9 и ЕещЗВЬф6 ЗР(14 9 в области магнитного фазового перехода первого рода АФМ вЂ” ФМ в диапазоне температур 250 — 350 К в квазистационарных магнитных полях до 1,8 Тл при скоростях изменения магнитного поля до 5 Тл/с.

Проведены нейтронографические исследования сплава Рея ~КЬ49 ь в области температур 293 — 350 К. Разработана методика воспроизводимых измерений МКЭ при фазовых переходах первого рода АФМ-ФМ„ основанная на анализе около 300 экспериментальных зависимостей ЛТ(Н) для исследуемых сплавов при различных скоростях изменения магнитного поля в различных температурных интервалах.

Экспериментальная установка для измерения МКЭ доработана для выполнения воспроизводимых измерений по разработанному методу, Экспериментально установлено, что величина МКЭ в исследованных сплавах проявляет несимметричное поведение при нагревании и охлаждении. Несимметрия МКЭ выражается в различном' характере гистерезиса полевых зависимостей ЛТ(Н): конечная температура при полном цикле изменения магнитного поля не возвращается к начальному значению при переходе АФМ вЂ” ФМ, и возвращается при обратном переходе ФМ вЂ” АФМ. Теоретически продемонстрировано, что данный эффект может быть объяснен наличием дополнительного взаимодействия между подсистемами атомов железа и родня.

Научная новизна работы заключается дополнении теоретической модели неупорядоченных локальных моментов предположением о наличии эффекта слабого магнитного отклика в образце, а также применения данной модели для получения теоретических зависимостей полевых зависимостей необратимых изменений температуры образцов сплавов системы Ре-КЬ при многократном циклировании в магнитном поле. Помимо этого, в работе впервые проведены нейтронографические измерения и измерения МКЭ динамическим методом для составов Ее~о,КЬ49,>, Рее,>КЬ4>,4Рдг 9 и Ре48,3КЬ46,8Р~~4,9 Основные результаты диссертации были доложены на 8 международных конференциях и опубликованы в четырех изданиях, индексируемых в международных базах данных ФеЬ о1 Яс1епсе и Ясона. И целом работа производит благоприятное впечатление, однако, можно отметить некоторые недостатки: 1.

Гимаев Р.Р, упоминает хладоемкость (КСР) как параметр для оценки эффективности использования магнитокалорического материала. Однако, из мировой литературы известно, что КСР является неверным описанием применимости магнитокалорического материала, см. 1К.О. Яапдетап, Бсг1р1а Ма1епа11а, (2012), 67, Р.

566-5711, 1Апдегз Бш1й, Адч. Епегцу Ма1ег., 1'2012), 2, Р.1288-13181, 1К. Р. Ясо1соч, А. Уц, Кагреп1соч, 13. Уи. КагрепЕоч апс1 О. бп1йе1всЬ,,1опгпа! о1 Арр11ед РЬув1сз, (2013), 113, Р.17А9451. Более того, в последней книге Андрея Китановского «Преобразование магнитокалорической энергии: от теории к приложениям», которая не процитирована в работе и которая посвящена магнитокалорическим холодильникам, автор полностью игнорирует эту величину.

Стоит отметить, что большинство недавно созданных прототипов магнитных рефрижераторов основаны на цикле активного магнитного регенератора (АМК), поскольку использование последнего обеспечивает наивысшие значения рабочего интервала температур. Для применения в АМК циклах магнитокалорический материал должен обладать большим значением адиабатического изменения температуры, нежели высокими значениями изотермического изменения энтропии. Это объясняется требованиями максимизации процесса теплопередачи между материалом и теплопередающей средой. 2.

В части диссертации, посвященной методике прямых измерений магнитокалорического эффекта недостаточно полно представлена информация о мерах достижения адиабатических условий при измерениях (теплоизоляция образца, крепление термопары на образце), отсутствие последних может привести к неточным измерениям величины МКЭ и неверным выводам.

Помимо этого, нет указания на погрешность регистрации температуры образца. 3. В работе встречается некорректное использование единиц измерения физических величин, так на графиках полевых зависимостей МКЭ в качестве единиц измерения напряженности магнитного поля Н используется единица 'Гл. 4. В последней главе диссертации для объяснения наблюдаемых экспериментальных закономерностей используется теоретическая модель неупорядоченных локальных моментов, основанная на расчетах из первых принципов, представленных в работах 181аип1оп 3.В. е1 а1.

РЬуз, Кеч. В., (2014), 89, № 5. Р. 054427.1, 1буог(Гу ВЛ.. ет а1. 1. РЬуз. Р Ме1. РЬуз., (1985),15, № б. Р. 1337.1 Из текста диссертации не видна четкая связь указанных формул и результатов расчетов. Следовало бы вынести подробное описание алгоритма моделирования в приложение к работе. Отмеченные недостатки не уменьшают ценности диссертации, которая выполнена на достаточно высоком научном уровне, и носят скорее пожелания для дальнейших исследований. Диссертация Гимаева Р.Р.

является законченной научноисследовательской работой, выполненной на современном уровне. Достоверность результатов и обоснованность выводов не вызывают сомнений. Автореферат полностью отражает содержание диссертации. Полученные в работе результаты могут быть использованы в работе лабораторий, научно-исследовательских центров и на предприятиях, Доцент кафедры физики конденсированного состояния физико-технического факультета Тверского государственного университета, кандидат физ.-мат.

наук А.Ю. Карпенков г, Тверь, 170002, Садовый пер., д.35 Телефон: 71'4822) 58-55-83 Е-гпа11: 1сагреп1оч.ауф~~чегзп.ги а А.Ю. заверяю ойии 'ода~иО Подпись Карпенков Проректор по деятельности Т доктор техниче профессор научи вГУ, ских И.А. Каплунов занимающихся исследованием и производством функциональных магнитных материалов. Считаю, что представленная диссертационная работа Р.Р. Гимаева «Особенности магнитокалорического эффекта и магнитных свойств сплавов Ре-КЬ в области фазового перехода антиферромагнетизм — ферромагнетизм» по актуальности избранной темы, степени обоснованности научных положений, выводов и рекомендаций, сформулированных в работе, их достоверности и новизне отвечает всем требованиям, установленным в Положении о присуждении ученых степеней в Московском государственном университете имени М.В. Ломоносова, а ее автор Гимаев Р.Р.

заслуживает присуждения ученой степени кандидата физико-математических наук по специальности 01.04.11 — Физика магнитных явлений. .