Диссертация (1104133), страница 16
Текст из файла (страница 16)
Зависимости получены в результате измерений при нагреванииобразца. Перед измерением каждой точки образцы переводились в АФМ состояниеохлаждением до 240 К, после чего медленно нагревались до температуры измерения.Точки максимума кривых ∆T(T), как температуры перехода Ttr АФМ – ФМ (298 К и293 К) на несколько Кельвин ниже значения, полученного из измерений намагниченностина этих же сплавах Fe49,7Rh47,4Pd2,9 и Fe48,3Rh46,8Pd4,9. Данное различие связано с тем, чтоизмерения МКЭ и намагниченности выполнялись в разных магнитных полях: 0,4 Тл приизмерении намагниченности и 1,8 Тл при измерении МКЭ. Таким образом, более сильноемагнитное поле при измерениях МКЭ сильнее смещает температуру фазового перехода внаправлении низких температур.
С учетом этого, значения температуры фазовогоперехода из измерений намагниченности (304,4 К для Fe49,7Rh47,4Pd2,9 и 293 К для91Fe48,3Rh46,8Pd4,9) хорошо согласуются с данными из измерений МКЭ (298 К Fe49,7Rh47,4Pd2,9и 293 К Fe48,3Rh46,8Pd4,9). Измерения показали отсутствие МКЭ при температурах образцаниже 270 К и выше 325 К в диапазоне измерений.Измерения адиабатического изменения температуры ∆T в сплавах Fe50,4Rh49,6,Fe49,7Rh47,4Pd2,9 и Fe48,3Rh46,8Pd4,9 (Рис. 36 и Рис. 48) показали смещение температурымагнитного перехода АФМ – ФМ в сплавах на основе Fe-Rh в сторону низких температурпри добавлении небольшого количества палладия в сплав. Увеличение содержанияпалладия в сплаве приводит к большему смещению температуры перехода. В результатемагнитныхимагнитокалорическихизмеренийнаFe50,4Rh49,6,Fe49,7Rh47,4Pd2,9иFe48,3Rh46,8Pd4,9 обнаружено смещение точки Ttr на величину около 31 К в сплавеFe49,7Rh47,4Pd2,9 и на величину около 36 К в сплаве Fe48,3Rh46,8Pd4,9 относительно точкимагнитного перехода сплава Fe50,4Rh49,6.
Наличие такого смещения температуры переходаи ее величина хорошо согласуются с результатами, представленными в работах[20,22,26,39,119,164,176]. Таким образом, добавление небольшого количества палладия(2,9 – 4,9 ат.%) в сплав Fe-Rh привело к смещению температуры перехода на величину до36 К в направлении низких температур.
Полученные результаты показывают, что прилегировании сплава Fe-Rh палладием не изменяются значения величины хладоемкости(RC). При этом, наличие смещения температуры перехода при легировании позволяетполучение материала с требуемым значением температуры фазового перехода в сплавахна основе Fe-Rh, что имеет важное практическое значение.В результате измерений МКЭ были получены и проанализированы более 400экспериментальных кривых ∆T(H) для сплавов Fe49,7Rh47,4Pd2,9 и Fe48,3Rh46,8Pd4,9 притемпературах в диапазоне 270 К – 320 К с шагом 1 К и амплитуде изменения магнитногополя 1,8 Тл со скоростями изменения магнитного поля 1 Тл/с, 3 Тл/с и 5 Тл/с. Приизмерениях в магнитных полях, изменяющихся со скоростями 3 Тл/с и 5 Тл/с проводилось3 цикла магнитного поля (объяснение приведено выше в разделе 4.1 настоящей работы).Предварительно отмечу, что, как и для образца сплава Fe50,4Rh49,6, величины ∆T и«невозвращения» (TINIT - TFIN) сохранялись при варьировании скорости изменениямагнитного поля.
Характерный вид кривых ∆T(H) для сплава Fe49,7Rh47,4Pd2,9 при скоростиизменения магнитного поля в 3 Тл/с показан на Рис. 49 для нескольких значенийтемператур:- ниже точки магнитного перехода АФМ – ФМ Ttr (284,08 К, 289,1 К, 293,1 К, 296,1К), при которой уже наблюдается МКЭ в области измерений;92- при температуре около Ttr (298,05 К), при которой МКЭ достигает максимальногозначения;- и выше точки магнитного перехода Ttr (301 К, 305,04 К, 309,04 К и 311,04 К), прикоторой еще наблюдается МКЭ.Черные стрелки на графиках указывают направление хода кривых в течение циклаизменения магнитного поля.
Перед измерением образец находится в нулевом магнитномполе, далее запускается магнитная система, магнитное поле синусоидально изменяется спостоянной скоростью 3 Тл/с. Выполняется подряд 3 цикла изменения магнитного поля.При выполнении одного цикла изменяется как 0 => -1,8 Тл => 0 => +1,8 Тл => 0.Рис. 49. Полевые зависимости адиабатического изменения температуры ∆T(H) за времятрех полных циклов магнитного поля, измеренные при нескольких значениях температурв области магнитного фазового перехода в объемном образце Fe49,7Rh47,4Pd2,9. Передизмерением каждой из зависимостей ∆T(H) образец переводился в АФМ состояниеохлаждением до 240 К. Черные стрелки указывают направление хода кривых при циклемагнитного поля.
Фиолетовые стрелки на графике, соответствующем 298,05 К указываюттемпературу образца в начальный (TINIT) и конечный (TFIN) моменты времени.93Характерные кривые ∆T(H) для сплава Fe48,3Rh46,8Pd4,9 показаны на Рис. 50.Экспериментальные зависимости соответствуют значениям температур:- ниже точки магнитного перехода АФМ – ФМ Ttr (285,6 К) при которой уженаблюдается МКЭ в области измерений;- при температуре около Ttr (293 К), при которой МКЭ достигает максимальногозначения;- и выше точки магнитного перехода Ttr (298,2 К), при которой еще наблюдаетсяМКЭ.Рис. 50. Полевые зависимости адиабатического изменения температуры ∆T(H) за времяодного полного цикла магнитного поля, измеренные при нескольких значенияхтемператур в области магнитного фазового перехода в объемном образце Fe48,3Rh46,8Pd4,9.Перед измерением каждой из зависимостей ∆T(H) образец переводился в АФМ состояниеохлаждением до 240 К.
Черные стрелки указывают направление хода кривых при циклемагнитного поля. Фиолетовые стрелки на графике, соответствующем 293 К указываюттемпературу образца в начальный (TINIT) и конечный (TFIN) моменты времени.Трех кривых, представленных на Рис. 50, соответствующих измерениям приразличных температурах в области магнитного перехода АФМ - ФМ в исследуемомсплаве Fe48,3Rh46,8Pd4,9 достаточно, чтобы отметить изменение величины (TFIN - TINIT)обнаруженного эффекта «невозвращения» при увеличении температуры.Кривые ∆T(H) для сплавов с добавлением палладия Fe49,7Rh47,4Pd2,9 и Fe48,3Rh46,8Pd4,9(Рис. 49 и Рис.
50), полученные из прямых измерений, проявляют гистерезисный характерпри изменении магнитного поля (ширина на полувысоте около 1,3 Тл).94В ходе анализа всех экспериментальных зависимостей ∆T(H) для сплавовFe49,7Rh47,4Pd2,9 и Fe48,3Rh46,8Pd4,9 в области температур 270 К – 320 К на каждой из кривыхпроявляется «невозвращение» температуры образца к начальному значению после одногополного цикла изменения магнитного поля. Данный эффект в сплаве Fe50,4Rh49,6 описанвыше в настоящей работе (параграф 4.1). На графиках ∆T(H) на Рис. 49 и Рис. 50,соответствующих температуре 298,05 К и 293 К, фиолетовые стрелки указывают на точкикривой, при начальной температуре до запуска изменения магнитного поля (TINIT) иконечной температуре образца после завершения выполнения одного цикла (TFIN).Разница между температурами TFIN и TINIT наблюдается для всех температур из областипроявления МКЭ в исследуемых сплавах.Также, в ходе настоящей работы получены зависимости величины «невозвращения»(TFIN – TINIT) от температуры для сплавов Fe49,7Rh47,4Pd2,9 и Fe48,3Rh46,8Pd4,9.
Этизависимости показаны на Рис. 51(а-б). На этих же графиках приводится сравнительнаятемпературная зависимость ∆T. Характер этой зависимости для сплавов Fe49,7Rh47,4Pd2,9 иFe48,3Rh46,8Pd4,9 схож с поведением (TFIN – TINIT) (T) для сплава Fe50,4Rh49,6 (см. Рис. 39).Значение величины «невозвращения» (TFIN – TINIT) имеет пик в диапазоне температур 285K – 310 K с максимумом в точке 299 K для Fe49,7Rh47,4Pd2,9 и 295 К для Fe48,3Rh46,8Pd4,9.Отметим, что как и для сплава Fe50,4Rh49,6 (см. Рис.
39) максимум температурнойзависимости (TFIN – TINIT) для Fe49,7Rh47,4Pd2,9 смещен (на величину 1 - 2 K) в сторонувысоких температур относительно максимума зависимости ∆T(T). Гистерезисныйхарактер кривой ∆T(H) и наличие «невозвращения» температуры не наблюдались приизмерениях на Gd (см. Рис. 40).95(а)(б)Рис. 51. Температурная зависимость величины «невозвращения» (TFIN – TINIT) (T) вобласти магнитного перехода АФМ – ФМ (открытые круги) образцов (a) Fe49,7Rh47,4Pd2,9 и(б) Fe48,3Rh46,8Pd4,9.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
