Niezwykła mieszanina metali ziem rzadkich otwiera drzwi do nowej klasy materiałów funkcjonalnych

Anonim

Naukowcy z Laboratorium Ames amerykańskiego Departamentu Energii odkryli wcześniej nieznaną nieciągłe przejście magnetoelastyczne w międzymetalicznym podłożu ziem rzadkich. Mechanizm zmieniającego się stanu magnetycznego materiału jest tak niezwykły, że daje nowe możliwości odkrycia podobnych materiałów.

Materiały posiadające magnetoelastyczne przejścia fazowe są bardzo poszukiwane w szeregu rozwijających się technologii, w tym w systemach ogrzewania i chłodzenia kalorycznego. Materiały, które wyświetlają tę właściwość są rzadkie i są uważane za oparte wyłącznie na metalu przejściowym.

Jednak grupa badawcza Ames Laboratory odkryła, że ​​związek ziem rzadkich wytwarzany z europu i indu, Eu2In, wykazuje zaskakująco ostre przejście fazowe w fazie magnetycznej, któremu towarzyszy gigantyczny efekt magnetokaloryczny (zmiana temperatury) i brak histerezy.

"To był bardzo zaskakujący wynik i jedno z najmniej oczekiwanych miejsc, w którym można znaleźć takie zjawisko" - powiedział Yaroslav Mudryk, naukowiec z laboratorium Ames. "To jest pierwszy przykład tego, co potencjalnie może stać się nową klasą materiałów".

"Magnetyczne przejście fazowe można wytłumaczyć niezwykłą wymianą elektronów pomiędzy dwoma pierwiastkami w związku, ze stanami elektronowymi Indu pokrywającymi się z Europem", powiedział Durga Paudyal, naukowiec z laboratorium Ames.

"Teraz, gdy zobaczyliśmy ten mechanizm i jesteśmy w stanie wyjaśnić, jak to działa, możemy wykorzystać tę wiedzę do poszukiwania podobnych, ale lepszych materiałów, które można wykorzystać w przyszłych zastosowaniach, takich jak chłodzenie magnetyczne", powiedział Vitalij Pecharsky, naukowiec z Laboratorium Amesa i wybitny profesor inżynierii materiałowej na Iowa State University.

Badania są dalej omawiane w artykule "Nie-hysteretyczne przemiany fazowe pierwszego rzędu z dużym utajonym ciepłem i gigantycznym efektem magnetokalorycznym o małym polu", autor: F. Guillou, AK Pathak, D. Paudyal, Y. Mudryk, F. Wilhelm, A. Rogalev i VK Pecharsky; i opublikowane w Nature Communications.

Eksperymenty absorpcji promieni X i dichroizmu kołowego magnetycznego przeprowadzono w linii ID12 Europejskiego Ośrodka Promieniowania Synchrotronowego, ESRF, Francja.

menu
menu