Nghiên cứu hiệu ứng từ nhiệt lớn trên các hệ hợp kim nguội nhanh fe90 xcoxzr10 và lafe13 x ysixby

MỞ ĐẦU Hiện nay, lượng môi trường hai vấn đề nóng bỏng toàn nhân loại Chúng ta phải đối mặt với việc cạn kiệt nguồn tài nguyên thiên nhiên, nguồn nhiên liệu hóa thạch Vì vậy, việc nghiên cứu tạo nguồn lượng mới, việc tích trữ tiết kiệm lượng vấn đề cấp thiết Bên cạnh vấn đề lượng, vấn đề ô nhiễm môi trường sống khiến cho loài người phải đối mặt với nhiều thách thức: trái đất nóng lên; thiên tai ngày dội, phức tạp, khó lường; nước biển dâng; tầng ozon suy giảm… Đáp ứng với vấn đề nóng bỏng này, cộng đồng nhà khoa học giới năm gần quan tâm đến nghiên cứu vật liệu ứng dụng cho công nghệ làm lạnh hệ mới, tiết kiệm lượng không gây ô nhiễm môi trường Đó công nghệ làm lạnh từ trường dựa hiệu ứng từ nhiệt (Magneto Caloric Effect – MCE , thay đ i nhiệt độ đoạn nhiệt vật liệu tác dụng từ trường Hiệu ứng từ nhiệt khám phá Warburg vào năm 1881 đ thu hút quan tâm nghiên cứu nhà khoa học từ đầu k 20 khả thu thông tin trạng thái từ tính vật liệu, hay việc ứng dụng tạo nhiệt độ thấp đến cỡ micro Kelvin …Tuy nhiên, việc nghiên cứu vật liệu từ nhiệt ch mang tính b ng n khoảng 25 năm trở lại đây, sau loạt báo công bố kết nghiên cứu khả quan MCE thành công bước đầu việc chế tạo máy làm lạnh từ trường Số lượng báo MCE liên tục tăng c ng với việc coi chín chủ đề phát triển Viện nghiên cứu làm lạnh quốc tế IIR đ phần nói lên tầm quan trọng triển vọng phát triển vật liệu từ nhiệt Các thiết b làm lạnh từ trường hoạt động nguyên l thay chu trình làm lạnh khí máy lạnh truyền thống chu trình làm lạnh từ, với nhiều ưu điểm h n như: hiệu suất cao h n khoảng 30 , kích thước nhỏ, độ bền c học tốt không gây ô nhiễm môi trường Những nghiên cứu gần hệ hợp kim nguội nhanh kim loại chuyển tiếp đất cho thấy vật liệu có nhiều ưu điểm h n so với hệ vật liệu khác: cho biến thiên entropy từ lớn biến thiên từ trường nhỏ, có nhiệt độ Curie dễ dàng điều khiển hiệu ứng thay thế, có hệ số làm lạnh RC (Refrigerant Capacity) lớn, điều kiện công nghệ chế tạo đ n giản, giá thành rẻ Mặt khác, tiến hành x l nhiệt thích hợp m u hợp kim s xuất pha tinh thể có kích thước nanomet Khi đó, vật liệu tính chất từ s có nhiều thay đ i s cho hiệu ứng từ nhiệt tốt h n Với mục đích tìm kiếm hợp kim nguội nhanh có hiệu ứng từ nhiệt lớn v ng nhiệt độ ph ng, đ nh chọn đề tài: “Nghiên cứu hiệu ứng từ nhiệt lớn hệ hợp kim nguội nhanh Fe90-xCoxZr10 LaFe13-x-ySixBy” c c n nc u Chế tạo vật liệu có hiệu ứng từ nhiệt vùng nhiệt độ phòng Nội dung nghiên c u - Chế tạo băng hợp kim nguội nhanh Fe90-xCoxZr10, LaFe13-x-ySixBy - Nghiên cứu tính chất từ, từ nhiệt m u chế tạo P ươn p áp n nc u Luận văn tiến hành theo phư ng pháp thực nghiệm Các hợp kim ban đầu chế tạo lò hồ quang Các m u băng hợp kim chế tạo phư ng pháp phun băng nguội nhanh Việc phân tích cấu trúc m u thực phư ng pháp nhiễu xạ tia X Tính chất từ m u khảo sát hệ từ kế m u rung Nội dung luận văn Ngoài phần mở đầu, kết luận tài liệu tham khảo, luận văn gồm chư ng: - Chư ng 1: T ng quan - Chư ng 2: Thực nghiệm - Chư ng 3: Kết thảo luận Luận văn thực Phòng thí nghiệm Trọng điểm Vật liệu Linh kiện Điện t , Viện Khoa học vật liệu, Viện Hàn lâm Khoa học Công Nghệ Việt Nam Chương TỔNG QUAN VỀ VẬT LIỆU TỪ NHIỆT VÀ HỢP KIM NGUỘI NHANH 1.1 Vật liệu từ nhiệt 1.1.1 Hiệu ng từ nhiệt 1.1.1.1 Cơ sở nhiệt ộng học hiệu ng từ nhiệt Hiệu ứng từ nhiệt (Magneto Caloric Effect - MCE) thay đ i nhiệt độ đoạn nhiệt vật liệu tác dụng từ trường Bản chất hiệu ứng thay đ i entropy từ vật liệu tư ng tác phân mạng từ với từ trường Hiệu ứng có mặt tất vật liệu từ biểu với cường độ khác phụ thuộc vào chất loại vật liệu Dựa vào tiêu chuẩn khác mà hiệu ứng từ nhiệt phân loại thành dạng sau: hiệu ứng từ nhiệt âm dư ng hiệu ứng từ nhiệt thường kh ng lồ (Giant Magneto Caloric Effect – GMCE) Hình 1.1 Mô hình mô tả hiệu ứng từ nhiệt[3] Hình 1.1 giới thiệu hiệu ứng từ nhiệt âm, hiệu ứng mà vật liệu từ nóng lên trình từ hóa b lạnh b kh từ Nếu trình xảy ngược lại hiệu ứng từ nhiệt dư ng C n trường hợp vật liệu có biến thiên entropy từ cực đại lớn h n J/ kg.K với biến thiên thiên từ trường H = 50 kOe gọi GMCE Nguyên nhân gây MCE giải thích sau: xét hệ spin thuận từ sắt từ, entropy hệ coi t ng ba đóng góp: S (T,H) = SM (T,H) + SL (T,H) + Se (T,H) (1.1) đó: SM entropy liên quan đến trật tự từ (entropy từ); SL entropy liên quan đến nhiệt độ hệ (entropy mạng) Se entropy liên quan đến trạng thái điện t entropy điện t Trường hợp vật liệu không chứa đất Se bỏ qua [8] Trong trình từ hóa kh từ đoạn nhiệt entropy thành phần (SM SL) thay đ i entropy t ng giữ nguyên giá tr Đối với MCE âm, trình từ hóa đoạn nhiệt mômen từ xếp trật tự theo hướng từ trường làm cho entropy từ hệ giảm Sự giảm entropy từ khiến cho entropy mạng phải tăng lên để đảm bảo entropy t ng không đ i, nên nhiệt độ vật liệu tăng Ngược lại, trình kh từ đoạn nhiệt mômen từ có xu trở lại trạng thái trật tự ban đầu, làm tăng lại giá tr entropy từ, gây nên việc giảm entropy mạng, nên nhiệt độ giảm Quá trình s xảy ngược lại trường hợp MCE dư ng Trên phư ng diện lý thuyết, phư ng trình nhiệt động học đưa để mô tả mối tư ng quan thông số từ thông số nhiệt động khác có liên quan Hàm nhiệt động Gibb hệ kín vật liệu từ tích V, đặt từ trường H nhiệt độ T, áp suất p nội U có dạng: G(T, H, p) = U + pV -TS - MH (1.2) Lấy vi phân hàm G ta được: dG = V dp - S dT - M dH (1.3) mà S (T, H, p) = - ( G ) [H, p] (1.4) T M(T, H, p) = -  ( G ) [T, p] (1.5) H nên từ (1.4) (1.5) ta có: ( S (T , H ) ) [T] H = ( M (T , H ) )[H] (1.6) T Lấy tích phân hai vế theo H từ giá tr H1 đến H2 ta thu giá tr biến thiên entropy từ nhiệt độ T: ∆SM(T) = S(T, H2) – S(T, H1) = H2 ( H1 M (T , H ) )[ H ] dH T (1.7) Phư ng trình 1.7 cho thấy biến thiên entropy từ phụ thuộc vào từ trường Nhiệt dung hệ : C(T, H)[H] = T( S ) [H] T (1.8) Nhân hai vế (1.6) với TdS s dụng phư ng trình c dQ = CdT dQ = - TdS, ta có:  T   M (T , H )  dT      dH T   C (T , H )   (1.9) Tích phân theo H từ H1 đến H2 ta độ biến thiên nhiệt độ đoạn nhiệt là: Tad H2    M T , H   T T , H          dH C T , H  T   [ H ] H1   (1.10) Từ phư ng trình 1.7 1.10 xác đ nh biến thiên entropy từ biến thiên nhiệt độ đoạn nhiệt Từ đó, rút kết luận sau [9]:  M   lớn nhiệt độ chuyển pha TC  T [ H ] Với vật liệu sắt từ,  SM T  H  s có đ nh TC Quá trình đốt nóng (hoặc làm lạnh đoạn nhiệt đo vùng nhiệt độ cao ch trật tự pha rắn xếp cách tự phát  M    s đạt đến độ lớn đáng kể)  T [ H ] Khi từ trường không đ i, từ độ vật liệu thuận từ từ  M     , ∆SM T  s mang dấu âm mềm giảm nhiệt độ tăng      T  H    H    ∆Tad T  H mang dấu dư ng   Một cách gần đúng, xem biến thiên nhiệt độ đoạn nhiệt t lệ ngh ch với nhiệt dung t lệ thuận với biến thiên entropy từ nhiệt độ hoạt động Đối với chất thuận từ, giá tr ∆Tad T  H đáng kể ch nhiệt   độ xuống thấp gần độ không tuyệt đối 1.1.1.2 P ươn p áp án ệu ng từ nhiệt vật liệu Để đánh giá hiệu ứng từ nhiệt vật liệu ta thường dựa vào hai đại lượng biến thiên entropy từ SM biến thiên nhiệt độ đoạn nhiệt Tad, chúng ch phư ng trình 1.7 1.10 Để tìm giá tr đại lượng ta thường dùng hai phư ng pháp sau: - Phương pháp trực tiếp Phư ng pháp đo thực cách đặt m u vào buồng cách nhiệt điều khiển nhiệt độ Điều ch nh từ trường để từ hóa kh từ m u Nhiệt độ m u ghi nhận cảm biến nhiệt, số liệu thu cho ta giá tr biến thiên nhiệt độ đoạn nhiệt Tad Ưu điểm phư ng pháp cho trực tiếp giá tr biến thiên nhiệt độ đoạn nhiệt Tuy nhiên, cách khó thực phải đảm bảo điều kiện vật không trao đ i nhiệt với bên suốt trình đo - Phương pháp gián tiếp Đây phư ng pháp d ng ph biến Theo cách ta xác đ nh biến thiên nhiệt độ đoạn nhiệt Tad thông qua giá tr biến thiên entropy từ  SM số đại lượng khác liên quan Cách có độ xác không cao, lại dễ tiến hành nên d ng rộng rãi luận văn d ng để đánh giá hiệu ứng từ nhiệt vật liệu Trong cách đo gián tiếp ta tìm  SM thông qua phép đo từ độ M phụ thuộc vào từ trường H nhiệt độ T khác thông qua biểu thức 1.7 H  MdH diện tích phần chắn đường cong từ hóa M (H) trục hoành Hình 1.2 Hệ đường cong từ hóa đẳng nhiệt vật liệu có hiệu ứng từ nhiệt [3] Tóm lại, ta đo loạt đường cong từ hóa đẳng nhiệt nhiệt độ khác hình 1.2 sau xác đ nh diện tích chắn đường cong từ hóa trục hoành, giá tr biến thiên entropy từ  SM hiệu diện tích liên tiếp chia cho biến thiên nhiệt độ 1.1.1.3 Tiêu chuẩn lựa chọn vật liệu từ nhiệt Tùy thuộc vào công nghệ chế tạo, chất hiệu ứng từ nhiệt lý thuyết phân tích tư ng ứng mà vật liệu từ s dụng việc làm lạnh từ trường cần thỏa mãn số tiêu chí sau: - Sự biến thiên entropy từ SM thay đ i nhiệt độ đoạn nhiệt Tad đạt giá tr lớn biến thiên từ trường - Mật độ entropy từ lớn, nhân tố quan trọng góp phần vào hiệu suất hoạt động vật liệu - Entropy mạng nhỏ nghĩa nhiệt độ Debye cao) - Nhiệt độ Curie nằm vùng lân cận nhiệt độ ph ng để đảm bảo thay đ i entropy từ lớn thu dải nhiệt độ phòng chu trình - Độ từ trễ giảm gần không - Hiện tượng trễ nhiệt nhỏ - Nhiệt dung riêng nhỏ tính d n nhiệt lớn để đảm bảo trao đ i nhiệt xảy nhanh chóng thay đ i nhiệt độ đáng kể - Điện trở suất lớn - Độ n đ nh mặt hóa học cao việc t ng hợp m u đ n giản, giá thành thấp 1.1.2 Sự phát triển vật liệu từ nhiệt L ch s phát triển vật liệu từ nhiệt năm đầu k 20 Trong suốt trình phát triển từ đến nay, việc nghiên cứu vật liệu tập trung vào hai xu hướng Xu hướng thứ nghiên cứu vật liệu có MCE lớn xảy vùng nhiệt độ thấp để dùng cho kỹ thuật tạo nhiệt độ thấp Xu hướng thứ hai nghiên cứu vật liệu có MCE lớn xung quanh nhiệt độ ph ng để s dụng máy lạnh thay cho máy lạnh truyền thống s dụng chu trình nén khí Những nghiên cứu ứng dụng loại vật liệu đ trải qua trình phát triển không ngừng đạt số thành tựu tiêu biểu sau: Hiệu ứng từ nhiệt lần ứng dụng vào năm 1933 để dùng máy tạo nhiệt độ thấp (cỡ 0,3 K) cách kh từ đoạn nhiệt muối thuận từ Những năm vật liệu phát triển h n để tạo nhiệt độ thấp (cỡ mK để s dụng thiết b đo đạc tinh vi nhiệt độ gần độ không tuyệt đối Tuy nhiên, thiết b thường có kích thước lớn, chi phí vận hành cao đặc biệt phạm vi ứng dụng h p Tới năm 1976, thay đ i mang tính bước ngoặt đánh dấu kiện Brown ứng dụng vật liệu từ nhiệt vào chế tạo máy lạnh với nhiều ưu điểm như: cấu tạo chắn, tiếng ồn nhỏ, hiệu suất cao không gây ô nhiễm môi trường Hình 1.3 cho ta s đồ nguyên lý trình làm lạnh từ trường so với trình làm lạnh khí nén thông thường a) b) Hình 1.3 Sơ đồ nguyên lý máy lạnh dùng khí nén (a) dùng từ trường (b)[3] 10 100 270 K M (emu/g) 80 60  40 20 400 K 0 3500 7000 1.05 104 1.4 104 H (Oe) Hình 3.7 Hệ đường cong M (H) nhiệt độ khác mẫu băng hợp kim Fe87Co3Zr10 suy từ đường cong từ nhiệt 1.5 x=3 x=4 M S | (J Kg-1 K-1) x=1 x=2 0.5 150 200 250 300 350 400 T (K) Hình 3.8 Sự phụ thuộc độ biến thiên entropy từ vào nhiệt độ mẫu băng hợp kim Fe90-xCoxZr10 (x = 1; 2; 3; 4) với ∆H = 11 kOe 51 Kết khảo sát độ biến thiên entropy cho thấy m u cho độ biến thiên entropy từ âm, đạt giá tr cao xung quanh nhiệt độ chuyển pha từ Độ biến thiên entropy từ cực đại m u tăng dần tăng nồng độ Co hình 3.9 đạt giá tr 0,89; 0,93; 1,02; 1,08 J/(Kg.K) với thiên từ trường 11 kOe S | M max -1 -1 K ) 1.1 (J Kg 1.2 0.9 0.8 x (%) Hình 3.9 Sự phụ thuộc độ biến thi n entropy từ cực đại |∆SM|max hệ mẫu Fe90-xCoxZr10 (x = 1, 2, 3, 4) vào nồng độ o Những giá tr độ biến thiên entropy từ cực đại đ đạt nghiên cứu lớn từ trường biến thiên ch 11 kOe H n khả làm lạnh RC xác đ nh tích độ biến thiên entropy từ cực đại |∆SM|max với độ bán rộng (FWHM) đường cong ∆SM (T)) m u cao (bảng 3.1), đặc biệt RC m u x = 2, 3, lớn h n 100 J/kg Các giá tr RC cao h n so với RC hợp kim nguội nhanh đ công bố Finemet Fe68,5Mo5Si13,5B9Cu1Nb3), Nanoperm (Fe83-xCoxZr6B10Cu1, Fe91-xMo8Cu1Bx), HiTperm (Fe60-xMnxCo18Nb6B16) hợp kim vô đ nh hình khối (FexCoyBzCuSi3Al5Ga2P10) [9], cho thấy khả 52 ứng dụng hợp kim nguội nhanh Fe-Co-Zr vào chất làm lạnh có tính khả thi cao Bảng 3.1 Các giá trị nhiệt độ Curie TC, từ độ bão hòa MS, độ biến thiên entropy từ cực đại |∆SM|max với ∆H = 11 kOe, độ bán rộng FWHM hệ số làm lạnh RC băng hợp kim Fe90-xCoxZr10 (x= 1, 2, 3, 4, 6, 9, 12) x TC (K) Ms (emu/g) |∆SM|max (J/Kg.K) FWHM RC (J/Kg) 261 28 0,89 101 90 288 40 0,93 109 101 308 60 1,02 102 104 330 72 1,08 100 108 387 95 - - 443 120 - - 12 498 130 - - 3.2 Hệ hợp kim nguội nhanh LaFe13-x-ySixBy (x = ÷ y = ÷ 3) Hình 3.10 giản đồ XRD m u băng hợp kim LaFe13-x-ySixBy (x = ÷ y = ÷ 3) Kết cho thấy Si B có ảnh hưởng lớn đến cấu trúc hợp kim Khả tạo cấu trúc vô đ nh hình hợp kim tăng lên nồng độ B tăng, B đ làm giảm khả kết tinh hợp kim Còn tăng Si pha tinh thể hợp kim tăng dần lên Ở m u với x = y = thành phần tinh thể chủ yếu pha loại NaZn13 Những nghiên cứu trước đ cho thấy, pha quan trọng, giúp cải thiện lớn tính chất từ từ nhiệt hợp kim Tuy nhiên pha Si tới nồng độ 3%, pha NaZn13 b thay vào pha khác 53 x=0 (a) x=1 (b) 54 x=2 (c) x=3 (d) Hình 3.10 Giản đồ XRD mẫu băng hợp kim LaFe13-x-ySixBy (x = ÷ y = 0÷ 3) 55 Hình 3.11 đường cong từ nhiệt M (T) hệ băng hợp kim LaFe13-x-ySixBy (x = ÷ y = ÷ 3) đo từ trường H = 12 kOe 200 M (emu/g) 150 x=0 100 y=0 y=1 y=2 y=3 50 0 100 200 300 400 500 600 700 T (K) (a) 200 x=1 M (emu/g) 150 100 y= y= y= y= 50 0 100 200 300 400 T (K) (b) 56 500 600 700 200 y=0 y=1 y=2 y=3 x=2 M (emu/g) 150 100 50 0 100 200 300 400 500 600 700 800 T (K) (c) 120 y= y= y= y= x=3 M (emu/g) 100 80 60 40 20 00 100 200 300 400 500 600 700 T (K) (d) Hình 3.11 ác đường cong từ nhiệt M(T) hệ băng hợp kim LaFe13-x-ySixBy (x = ÷ y = ÷ 3) đo từ trường H = 12 kOe 57 Kết khảo sát từ độ theo nhiệt độ cho thấy m u có từ độ không không qua điểm chuyển pha thứ (TC1), dễ thấy m u cấu trúc có nhiều pha tinh thể Với m u cấu trúc có nhiều pha NaZn13 chiếm ưu chuyển pha từ sắc nét, nhiên từ độ chưa giảm không qua nhiệt độ chuyển pha Những m u cấu trúc vô đ nh hình chiếm chủ yếu hoàn toàn (m u x = 1, y = 1; x = 3, y = 3) từ độ chúng nhanh chóng tiến dần đến không qua nhiệt độ chuyển pha Như đa số m u hợp kim nguội nhanh hệ LaFe13-x-ySixBy có tính đa pha từ Và ta coi gần giá tr từ độ đo t ng cộng từ độ pha từ hợp kim Một điều đáng lưu , nhiệt độ chuyển pha Curie TC1 hợp kim phụ thuộc nhiều vào nồng độ Si Ở m u với nồng độ B, nhiệt độ TC hầu hết giảm tăng nồng độ Si Cụ thể, m u y = 0, x = có TC1 cao 600 K m u y = 0, x = TC1 ch khoảng 150 K; m u y = 3, x =1 có TC1  500 K m u y = 3, x = TC1  190 K Còn thay đ i nhiệt độ chuyển pha theo nồng độ B không rõ rệt, nồng độ Si B tăng TC1 lúc tăng lúc giảm (bảng 3.2) Từ độ bão hòa Ms nhiệt độ 100 K m u hợp kim giảm tăng nồng độ Si B giảm mạnh tăng đồng thời nồng độ hai nguyên tố Cụ thể, với m u chưa có Si B từ độ bão hòa hợp kim có giá tr cao 187 emu/g ch 52 emu/g pha thêm Si B với nồng độ 3% (bảng 3.2) Để khảo sát độ biến thiên entropy từ hệ LaFe13-x-ySixBy, lựa chọn m u với x = 3, y = (LaFe7Si3B3) M u có chuyển pha từ sắc nét, cho độ biến thiên entropy từ lớn Nhiệt độ chuyển pha TC m u khoảng 190 K, s dụng ứng dụng làm lạnh nhiệt độ thấp 58 Phư ng pháp tính độ biến thiên enropy m u LaFe7Si3B3 giống m u hệ Fe90-xCoxZr10 Các hình 3.13, 3.14, 3.15 thể bước chuyển đ i kết sau tính toán Bảng 3.2 Các giá trị từ độ bão hòa Ms nhiệt độ 100 K nhiệt độ chuyển pha TC1 hệ hợp kim LaFe13-x-ySixBy (y = ÷ x = ÷ 3) X y Ms (emu/g) TC1 (K) 187 - 187 415 155 492 143 492 173 - 158 470 148 510 113 500 155 492 135 570 110 480 94 330 143 492 80 425 81 310 52 190 59 60 10 Oe 20 Oe 30 Oe 50 Oe 70 Oe 100 Oe 200 Oe 350 Oe 500 Oe 700 Oe kOe kOe kOe 10 kOe 12 kOe M (emu/g) 50 40 30 20 10 100 150 200 250 T (K) 300 350 Hinh 3.13 ác đường cong từ nhiệt từ trường khác mẫu băng LaFe7Si3B3 40 150 K 35 M (emu/g) 30  25 20 15 200 K 10 0 10 H (kOe) 12 14 Hinh 3.14 Các đường từ hóa nhiệt độ khác mẫu băng LaFe7Si3B3 60 0.4 0.3 m - S (J Kg-1 K-1) 0.5 0.2 0.1 100 150 200 T (K) 250 300 Hinh 3.15 Đường SM với độ biến thiên từ trường H = 12 kOe mẫu băng LaFe7Si3B3 Hình 3.15 đường cong SM m u băng LaFe7Si3B3 với độ biến thiên từ trường H = 12 kOe M u có độ biến thiên entropy từ cực đại |SM|max đạt 0,5 J/(kg.K) 190 K Tuy m u có độ biến thiên entropy từ cực đại không lớn lại có khoảng nhiệt độ làm việc rộng (trải dài từ 100 K tới h n 250 K hệ hợp kim v n cho khả ứng dụng công nghệ làm lạnh từ 61 KẾT LUẬN Đ chế tạo thành công hai hệ hợp kim Fe90-xCoxZr10 (x = 1, 2, 3, 4, 6, 9, 12) LaFe13-x-ySixBy (x = ÷ y = ÷ 3) phư ng pháp phun băng nguội nhanh Co có ảnh hưởng tích cực đến hiệu ứng từ nhiệt hợp kim Fe90xCoxZr10 (x = 1, 2, 3, 4, 6, 9, 12); việc tăng nồng độ Co đ làm tăng nhiệt độ chuyển pha từ, từ độ bão hòa, độ biến thiên entropy từ cực đại khả làm lạnh hợp kim Các giá tr thu |∆SM|max RC lớn (lớn h n J/(kg.K) 100 J/Kg với ∆H = 12 kOe) cho thấy khả ứng dụng hợp kim trong công nghệ làm lạnh từ trường cao Si B ảnh hưởng nhiều đến cấu trúc tính chất từ hợp kim LaFe13-x-ySixBy (x = ÷ y = ÷ 3), B chủ yếu làm tăng khả tạo pha vô đ nh hình Si làm tăng khả tạo pha tinh thể, làm giảm nhiệt độ chuyển pha từ TC từ độ bão hòa Ms Từ kết trên, thấy tiếp tục nghiên cứu theo hướng sau - Đối với hệ Fe-Co-Zr: tăng tốc độ làm nguội pha tạp thêm nguyên tố khác để thu cấu trúc hoàn toàn vô đ nh hình - Đối với hệ La-Fe-Si-B: tinh ch nh nồng độ Si B, kết hợp x lý nhiệt để tạo đ n pha cấu trúc 62 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt Nguyễn Th Nguyệt Nga (2012), Nghiên cứu hiệu ứng từ nhiệt hệ hợp kim nguội nhanh Fe90-xNixZr10, Luận văn thạc sĩ, Trường Đại học Sư phạm Hà Nội 2 Ngô Đức Thế, Nguyễn Châu, Nguyễn Đức Thọ, Dư ng Th Hạnh, Nguyễn Quang Hòa, Cao Xuân Hữu, Hoàng Đức Anh (2005), Hiệu ứng từ nhiệt lớn perovskite, hợp kim intermetalic hợp kim vô định hình tr n sở finemet, Tuyển tập báo cáo Hội ngh Vật lý toàn quốc lần thứ VI, Hà Nội 23-25/11/2005, tr 1005 http://vi.wikipedia.org/wiki/Hi%E1%BB%87u_%E1%BB%A9ng_t%E1%B B%AB_nhi%E1%BB%87t Tiếng Anh Bruck E., Tegus O., Cam Thanh D T., Trung Nguyen T., Buschow K H J 2008 , A review on Mn based materials for magnetic refrigeration: Structure and properties , International Journal of Refrigeration 31, pp 763 Duwez P (1960), "Non-crystalline structure in solidified gold-silicon alloys", Nature 187, pp 869 Duwez P and et al (1960), "Continuous series of metastable solid solutions in silver-copper alloys", Journal of Applied Physics 31, pp.1136 Debabrata Mishra, Mallikarjuna Gurram, Anvesh Reddy, Perumal A., Saravanan P and Srinivasan A 2010 , Enhanced soft magnetic properties and magnetocaloric effect in B substituted amorphous Fe-Zr alloy ribbons , Materials Science and Engineering B 175, pp 253 63 Franco V., Blázquez J S., Millán M., Borrego J M., Conde C F., and Conde A 2007 , The magnetocaloric effect in soft magnetic amorphous alloys , Journal of Applied Physics 101, pp 09C503 Franco V., Pirota K R., Prida V M., Neto A., Conde A and et al (2008), Tailoring of magnetocaloric response in nanostructured materials: role of anisotropy , Physical Review B 77, pp 104434 10 Hu F X., Shen B G., Sun J R., Cheng Z H., Zhang X X 2000 , Magnetic entropy change inLa(Fe0.98Co0.02)11.7Al1.3 , Journal of Physics: Condensed Matter 12, pp L691 11 Inoue A., Zhang T and Takeuchi A 1998 , Ferromagnetic bulk amorphous alloys , IEEE Transactions on Magnetics 33, pp 3814 12 Li S., Yuan Z., Lu Y., Liu M., Huang Z., Zhang F., Du Y 2006 , Effect of annealing on the magnetic entropy change of CoMnSb alloy , Materials Science and Engineering A 428, pp 332 13 Min S G., Kim K S and Yu S C 2005 , Analysis of magnetization and magnetocaloric effect in amorphous FeZrMn ribbons Journal of applied physics 97, pp 10M310 14 Min L., Yu B (2009), Development of magnetocaloric materials in room temperature magnetic refrigeration application in recent six years , Journal of Cetral South University of Technology 16, pp 001 15 Pecharsky V K., Gschneidner K A 1997 , Giant magnetocaloric Effect in Gd5Si2Ge2 , Physical Review Letters 78, pp 4494 16 Thanh T D., Yikyung Y., Thanh P T., Yen N H., Dan N H., Long P T., Grishin A M , and Yu S C (2013) , Magnetic properties and magnetocaloric effect in Fe90−xNixZr10 alloy ribbons , Journal of applied physics 113, pp 213908 64 17 Yen N H., Thanh P T , Duc N H., Thanh T D., Long P T., Yu S C., Dan N H (2013) , Magnetic and magnetocaloric properties in La-(FeCo)-Si , Advances in Natural Sciences: Nanoscience Nanotechnology 4, pp 025018 18 Zhang L., Bruc E., Tegus O., Buschow K H J 2003 , The crystallographic phases and magnetic properties of Fe2MnSi1-xGex , Physical B: Condenced Matter 328, pp 295 19 Zhang T B., Chen Y G., Provenzano V., Shapiro A., Shull R D (2008), Magnetocaloric properties and structure of the Gd5Ge1.8Si1.8Sn0.4 compound , IEEE Transactions Magnetíc 44, pp 3048 20 Zhang X X.,Hu F X., Shen B G., Sun J R., Cheng Z H., Rao G H 2001 , Influence of negative lattice expansion and metamagnetic transition on magnetic entropy change in the compound LaFe 11.4Si1.6 Applied Physics Letters 78, pp 3675 65 ... lớn hệ hợp kim nguội nhanh Fe90- xCoxZr10 LaFe13- x- ySixBy c c n nc u Chế tạo vật liệu có hiệu ứng từ nhiệt vùng nhiệt độ phòng Nội dung nghiên c u - Chế tạo băng hợp kim nguội nhanh Fe90- xCoxZr10, ... chất từ s có nhiều thay đ i s cho hiệu ứng từ nhiệt tốt h n Với mục đích tìm kiếm hợp kim nguội nhanh có hiệu ứng từ nhiệt lớn v ng nhiệt độ ph ng, đ nh chọn đề tài: Nghiên cứu hiệu ứng từ nhiệt. .. học Công Nghệ Việt Nam Chương TỔNG QUAN VỀ VẬT LIỆU TỪ NHIỆT VÀ HỢP KIM NGUỘI NHANH 1.1 Vật liệu từ nhiệt 1.1.1 Hiệu ng từ nhiệt 1.1.1.1 Cơ sở nhiệt ộng học hiệu ng từ nhiệt Hiệu ứng từ nhiệt (Magneto