(Luận văn thạc sĩ) cấu trúc, tính chất từ và hiệu ứng từ nhiệt của hợp chất la0,8r0,2(fe0,88si0,12)13 với r,y, tb và yb

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN - LÊ MINH ĐỨC CẤU TRÚC, TÍNH CHẤT TỪ VÀ HIỆU ỨNG TỪ NHIỆT CỦA HỢP CHẤT La0,8R0,2(Fe0,88Si0,12)13 VỚI R = Y , Tb Yb Chuyên ngành : Vật lý Nhiệt Mã số : 15005230 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Hà Nội - 2019 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN - LÊ MINH ĐỨC CẤU TRÚC, TÍNH CHẤT TỪ VÀ HIỆU ỨNG TỪ NHIỆT CỦA HỢP CHẤT La0,8R0,2(Fe0,88Si0,12)13 VỚI R = Y , Tb Yb Chuyên ngành : Vật lý Nhiệt Mã số : 15005230 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS ĐỖ THỊ KIM ANH Hà Nội - 2019 Luận văn Thạc Sĩ Lê Minh Đức LỜI CẢM ƠN Lời đầu tiên, cho phép em bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới PGS.TS Đỗ Thị Kim Anh ThS.Vƣơng Văn Hiệp ngƣời tận tình hƣớng dẫn giúp đỡ em hoàn thành luận văn Em xin chân thành cảm ơn thầy cô Khoa Vật lý, Trƣờng Đại học Khoa học Tự nhiên đặc biệt tới thầy cô Bộ môn Vật lý Nhiệt độ thấp – Khoa Vật lý cung cấp cho em kiến thức, kỹ làm nghiên cứu khoa học tạo điều kiện thuận lợi cho em học tập hoàn thành luận văn Em xin chân thành cảm ơn! Luận văn Thạc Sĩ Lê Minh Đức MỤC LỤC MỞ ĐẦU CHƢƠNG 1: MỘT SỐ TÍNH CHẤT ĐẶC TRƢNG CỦA HỆ VẬT LIỆU TỪ NHIỆT CÓ CẤU TRÚC LOẠI NaZn13 1.1 Hiệu ứng từ nhiệt 1.2 Ứng dụng hiệu ứng từ nhiệt 1.3 Hiệu ứng từ nhiệt với công nghệ làm lạnh hệ 1.4.Hiệu ứng từ nhiệt dị thƣờng: 1.5 Phƣơng pháp đánh giá hiệu ứng từ nhiệt vật liệu 1.5.1 Phƣơng pháp đánh giá trực tiếp 10 1.5.2 Phƣơng pháp đánh giá gián tiếp 11 1.6 Cấu trúc tinh thể hệ mẫu La(Fe1-xSix)13 12 1.7 Tính chất từ hệ hợp chất La(Fe1-xSix)13 14 1.8 Tình hình nghiên cứu nhóm ngồi nƣớc 16 CHƢƠNG 2: PHƢƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM 19 2.1 Chế tạo mẫu 19 2.1.1 Phƣơng pháp nóng chảy hồ quang 19 2.1.2 Ủ nhiệt 20 2.2 Các phƣơng pháp nghiên cứu 20 2.2.1 Nhiễu xạ bột tia X 20 2.2.2 Phép đo đặc trƣng từ tính VSM 22 CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 24 3.1 Cấu trúc tinh thể hợp chất La(Fe1-xSix)13 24 3.2 Tính chất từ hợp chất La0,8R0,2(Fe0,88Si0,12)13 với R = Y, Tb Yb 25 3.3 Hiệu ứng từ nhiệt………………………………………………… ……34 KẾT LUẬN 37 TÀI LIỆU THAM KHẢO 39 Luận văn Thạc Sĩ Lê Minh Đức DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1 Một số thông số nhiệt độ chuyển pha Curie hiệu ứng từ nhiệt hợp chất La(Fe1-xSix)13 La(Fe1-xCox)11,7Al1,3 15 Bảng 3.1: Hằng số mạng hợp chất La0,8R0,2(Fe0,88Si0,12)13 với R = Y, Sm, Tb Yb 25 Bảng 3.2 : Nhiệt độ chuyển pha Curie, biến thiên entropy từ cực đại hiệu suất làm lạnh hợp chất La0,8R0,2(Fe0,88Si0,12)13 với R = Y, Tb Yb biến thiên từ trƣờng ∆H = 13 kOe 35 Luận văn Thạc Sĩ Lê Minh Đức DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1 Hiệu ứng từ nhiệt Hình 1.2: Sự phụ thuộc biến thiên entropy từ vào nhiệt độ 10 Hình 1.3: Cấu trúc lập phƣơng NaZn13:(a) cấu trúc tinh thể (b) cấu trúc ô đơn vị 13 Hình 1.4: Cấu trúc tứ diện 13 Hình 2.1: Sơ đồ nguyên lý hệ nấu mẫu phƣơng pháp nóng chảy hồ quang Bộ môn Vật lý Nhiệt độ thấp 19 Hình 2.2: Sơ đồ mô tả nguyên lý hoạt động phƣơng pháp nhiễu xạ tia X21 Hình 3.1: Sự phụ thuộc cƣờng độ nhiễu xạ tia X vào góc nhiễu xạ hợp chất La0,8R0,2(Fe0,88Si0,12)13 24 Hình 3.2: Sự phụ thuộc từ độ vào nhiệt độ hợp chất La0,8Tb0,2 (Fe0,88Si0,12)13 từ trƣờng H = 100 Oe 26 dM Hình 3.3: Sự phụ thuộc đƣờng vi phân dT vào nhiệt độ hợp chất La0,8Tb0,2(Fe0,88Si0,12)13, 26 Hình 3.4:Sự phụ thuộc từ độ vào nhiệt độ hợp chất La0,8Yb0,2(Fe0,88Si0,12)13 từ trƣờng H = 100 Oe 27 dM Hình 3.5: Sự phụ thuộc đƣờng vi phân dT vào nhiệt độ hợp chất La0,8yb0,2(Fe0,88Si0,12)13 , 27 Hình 3.6 : Sự phụ thuộc từ độ vào nhiệt độ M(T) hợp chất La0,8Y0,2(Fe0,88Si0,12)13 từ trƣờng thấp H = 100 Oe 28 dM Hình 3.7: Sự phụ thuộc đƣờng vi phân dT vào nhiệt độ hợp chất La0,8Y0,2(Fe0,88Si0,12)13 , 29 Luận văn Thạc Sĩ Hình 3.8: Lê Minh Đức Các đƣờng cong từ hóa đẳng nhiệt hợp chất La0,8Tb0,2(Fe0,88Si0,12)13 nhiệt độ khác 30 Hình 3.9: Đƣơng cong Arrott plot hợp chất La0,8Tb0,2(Fe0,88Si0,12)13 nhiệt độ khác 31 Hình 3.10: Các đƣờng cong từ hóa đẳng nhiệt hợp chất La0,8Y0,2(Fe0,88Si0,12)13 nhiệt độ khác 32 Hình 3.11: Đƣờng Arrott plots hợp chất La0,8Y0,2(Fe0,88Si0,12)13 nhiệt độ khác 32 Hình 3.12: Các đƣờng cong từ hóa đẳng nhiệt hợp chất La0,8Yb0,2(Fe0,88Si0,12)13 nhiệt độ khác 33 Hình 3.13: Đƣờng Arrott plots hợp chất La0,8Yb0,2(Fe0,88Si0,12)13 nhiệt độ khác 33 Hình 3.14: Sự biến thiên entropy từ vào nhiệt độ hợp chất La0,8 R0,2 (Fe0,88 Si0,12)13 với R = Y, Tb Yb Trong biến thiên từ trƣờng H  13kOe 35 Luận văn Thạc Sĩ Lê Minh Đức MỞ ĐẦU Vật liệu cơng nghệ nói chung vật liệu từ nói riêng có ý nghĩa vơ quan trọng sống loài ngƣời Chúng đa dạng, phong phú khơng ngừng đƣợc nghiên cứu để hồn thiện Trong xu phát triển chung vật liệu từ nhiệt đƣợc tạo nhằm đáp ứng yêu cầu ngày cao ngƣời sống “xanh” đại Vật liệu từ nhiệt có khả thay đổi nhiệt độ nhờ vào tác động từ trƣờng Cụ thể, vật liệu đƣợc đƣa vào đƣa khỏi từ trƣờng mômen từ đƣợc xếp lại làm cho entropy từ vật liệu thay đổi Sự thay đổi entropy từ làm cho entropy mạng biến đổi theo khiến cho vật liệu nóng lên lạnh Hiệu ứng nêu vật liệu gọi hiệu ứng từ nhiệt (Magnetocaloric Effect - MCE) [7] Hiệu ứng có mặt tất vật liệu từ biểu với cƣờng độ phụ thuộc vào chất loại vật liệu Ví dụ vật liệu nhƣ: La0,8R0,2(Fe0,88Si0,12)13[10], La1+δ(Fe0.85Si0.15)13[31,33], La(FexSi1-x)13 [11-12,18], Pr(Fe,Si)[15], La1-yNdy(Fe0,88Si0,12)13 [17], La(Fe,Ni,Si)13 [23,25], La(Fe,Co,Si)13 [27], La0,8R0,2(Fe0,88Si0,12)13 [30, 32], … Vật liệu từ nhiệt đƣợc ứng dụng kỹ thuật làm lạnh nhiệt độ thấp đƣợc thử nghiệm với máy làm lạnh từ trƣờng nhiệt độ phòng Việc ứng dụng vật liệu từ nhiệt máy làm lạnh có ƣu điểm khơng gây ô nhiễm môi trƣờng nhƣ máy lạnh dùng khí thơng thƣờng, có khả nâng cao đƣợc hiệu suất làm lạnh, tiết kiệm lƣợng có kích thƣớc nhỏ gọn [16] Hƣớng nghiên cứu vật liệu từ nhiệt tìm đƣợc vật liệu có hiệu ứng từ nhiệt cao, biến thiên nhiệt độ lớn xảy xung quanh nhiệt độ phòng biến thiên từ trƣờng nhỏ Mặt khác, vật liệu cần phải bền, không độc hại, giá thành thấp chế tạo đơn giản Hiện nay, hầu hết nghiên cứu ứng dụng thiết bị làm lạnh từ tập trung vào vật liệu có hiệu ứng từ nhiệt Luận văn Thạc Sĩ Lê Minh Đức nhiệt độ phịng, vật liệu có hiệu ứng từ nhiệt khổng lồ (giant MCE) với chuyển pha cấu trúc (first-order magneto-structural) Một số vật liệu: Gd5(SixGe1-x)4, La(FexSi1-x)13Co(H), MnFeP1-xAsx, MnAs1-xSbx, Ni0,50Mn0,50-xSnx đƣợc nghiên cứu cho thấy có hiệu ứng từ nhiệt khổng lồ với chuyển pha cấu trúc (FOMST) Những hợp kim đại diện tiểu biểu cho ứng dụng vào thiết bị làm lạnh từ chúng vật liệu có giá thành thấp khơng độc hại Luận văn đề cập tới cấu trúc, tính chất từ hiệu ứng từ nhiệt hợp chất La0,8R0,2(Fe0,88Si0,12)13 với R = Y , Tb Yb Luận văn gồm phần sau: Chƣơng 1: Một số tính chất đặc trƣng hệ vật liệu cấu trúc loại NaZn13 Chƣơng 2: Phƣơng pháp thực nghiệm Chƣơng 3: Kết thảo luận Kết luận Luận văn Thạc Sĩ Lê Minh Đức CHƢƠNG MỘT SỐ TÍNH CHẤT ĐẶC TRƢNG CỦA HỆ VẬT LIỆU TỪ NHIỆT CÓ CẤU TRÚC LOẠI NaZn13 1.1 Hiệu ứng từ nhiệt Hiệu ứng từ nhiệt tƣợng nhiệt động học từ tính, thay đổi nhiệt độ (bị đốt nóng hay làm lạnh) vật liệu từ trình từ hóa khử từ Hiệu ứng từ nhiệt thực chất chuyển hóa lƣợng từ - nhiệt vật liệu từ [34] Hiệu ứng từ nhiệt đƣợc Warburg phát cách 120 năm Trong q trình từ hóa đoạn nhiệt, suy giảm entropy từ hệ spin trình định hƣớng theo từ trƣờng đƣợc cân lại gia tăng entropy mạng tinh thể nhiệt độ vật liệu tăng lên Trong trình khử từ đoạn nhiệt, tức trình ngƣợc lại trình trên, gia tăng entropy hệ spin nhằm thiết lập lại trạng thái ban đầu đƣợc thỏa mãn suy giảm entropy mạng tinh thể nhiệt độ vật liệu giảm xuống Nếu nhƣ q trình từ hóa khử từ đƣợc thực điều kiện đẳng nhiệt (trong môi trƣờng nhiệt độ khơng đổi) vật sinh nhiệt hay thu nhiệt Nhờ đặc tính hiệu ứng từ nhiệt đƣợc ứng dụng kĩ thuật làm lạnh Năm 1926, Debye Giauque độc lập đề xuất khả ứng dụng MCE kĩ thuật mà ngƣời ta gọi khử từ đoạn nhiệt muối thuận từ để làm lạnh Kỹ thuật đƣa ngƣời đến sát gần điểm không tuyệt đối góp phần mang lại nhiều thành tựu vĩ đại phát triển vật lí đại Năm 1976, Brown phát triển ứng dụng vật liệu có hiệu ứng từ nhiệt xảy nhiệt độ cao thiết bị làm lạnh (điều thể rõ thiết bị sử dụng MCE Barclay -1994) nơi Luận văn Thạc Sĩ Lê Minh Đức nhiệt độ chuyển pha TC đƣợc xác định hình 3.6 vùng nhệt độ T < TC hợp chất sắt từ Ở vùng nhiệt độ T > TC hợp chất thuận từ, độ lớn từ độ trạng thái thuận từ cao Nguyên có đóng góp pha thứ hai α – Fe nhƣ thấy kết phổ nhiễu xạ tia X 0.01 La0,8Y0,2(Fe0,88Si0,12)13 0.00 dM/dT -0.01 -0.02 -0.03 205(K) -0.04 -0.05 170 180 190 200 210 220 230 240 T(K) dM Hình 3.7: Sự phụ thuộc đường vi phân dT vào nhiệt độ hợp chất La0,8Y0,2(Fe0,88Si0,12)13 Từ hình 3.7 xác định đƣợc giá trị nhiệt độ chuyển pha TC = 205 K hợp chất La0,8Y0,2(Fe0,88Si0,12)13 So với hợp chất ban đầu La0,8(Fe0,88Si0,12)13 (TC = 202 K) Vậy thay La phần Y nhiệt độ chuyển pha khơng khác nhiều Nhƣ biết La Y kim loại đất khơng có từ tính tính chất từ tƣơng đƣơng Việc thay phần La Y không ảnh hƣởng tới nhiệt độ chuyển pha Chúng vẽ đƣờng cong từ hóa đẳng nhiệt nhiệt độ khác xung quanh nhiệt độ chuyển pha Curie mẫu khảo sát 29 Luận văn Thạc Sĩ Lê Minh Đức 140 170K 120 M(emu/g) 100 80 60 40 230K 20 c) 0 5000 10000 15000 H (Oe) Hình 3.8: Các đường cong từ hóa đẳng nhiệt hợp chất La0,8Tb0,2(Fe0,88Si0,12)13 nhiệt độ khác Hình 3.8 biểu diễn đƣờng cong từ hóa đẳng nhiệt hợp chất chất La0,8Tb0,2(Fe0,88Si0,12)13 Tại từ trƣờng 13 kOe mômen từ mẫu gần nhƣ bão hòa Trong khoảng nhiệt độ 200 K – 230 K đƣờng giống hình dáng độ dốc Trong khoảng nhiệt độ 170 – 195 đƣờng gần nhƣ giống nhƣng khác độ dốc, độ dốc thay đổi mạnh từ trƣờng kOe Từ thấy rõ đƣợc xung quanh nhiệt độ chuyển pha TC = 195 K có khác biệt độ dốc từ trƣờng kOe để giải thích điều bƣớc nhảy hai trạng thái sắt từ thuận từ Tiếp theo biểu diễn đƣờng cong Arrott plots để hiểu rõ chuyển pha hợp chất La0,8Tb0,2(Fe0,88Si0,12)13 (hình 3.9) 30 Luận văn Thạc Sĩ Lê Minh Đức 170K 175K 180K 185K 190K 195K 200K 205k 210K 215K 220K 225K 230K M2(emu2/g2) 15.0k 10.0k 5.0k 0.0 100 200 300 H/M (Oe.g/emu) Hình 3.9: Đường cong Arrott plots hợp chất La0,8Tb0,2(Fe0,88Si0,12)13 nhiệt độ khác Nhìn vào hình 3.9 cho thấy nhiệt độ dƣới 195 K đƣờng cong có dạng giống đƣờng cong có độ dốc lớn Khi nhiệt độ 195 K đƣờng Arrott plots có dạng gần thẳng Nhiệt độ chuyển pha đƣợc xác định thông qua đƣờng Arrott plots ngoại suy đƣờng thẳng qua gốc tọa độ tuân theo định luật Curie – Weiss trạng thái thuận từ Tƣơng tự, chúng tơi vẽ đƣờng cong từ hóa đƣờng Arrott plots hợp chất La0,8Yb0,2(Fe0,88Si0,12)13 hình 3.10 3.11 Ở hình 3.10 thấy rõ T > 205 K đƣờng có dạng giống độ dốc Khi T > 205 K đƣờng gần nhƣ giống ta thấy rõ chuyển pha sắt từ thuận từ thể rõ nét hình Đƣờng Arrott plot hình 3.11 thể rõ nét chuyển pha nhiệt độ TC = 205 K thấy đƣợc điều nhìn vào khoảng nhiệt độ từ 31 Luận văn Thạc Sĩ Lê Minh Đức 205 K – 250 K đƣờng có dạng đƣờng thẳng ngoại xuy đƣờng thẳng đƣợc nhiệt độ chuyển pha 160 190K 195K 200K 205K 210K 215K 220K 225K 230K 235K 240K 245K 250K 140 120 M(emu/g) 100 80 60 40 20 0 5000 10000 H(Oe) 15000 Hình 3.10: Các đường cong từ hóa đẳng nhiệt hợp chất La0,8Y0,2(Fe0,88Si0,12)13 nhiệt độ khác 25.0k 190K 195K 200K 205K 210K 215K 220K 225K 230K 235K 240K 245K 250K M2(emu2/g2) 20.0k 15.0k 10.0k 5.0k a) 0.0 50 100 150 200 250 H/M (Oe.g/emu) Hình 3.11: Đường Arrott plots hợp chất La0,8Y0,2(Fe0,88Si0,12)13 nhiệt độ khác 32 Luận văn Thạc Sĩ Lê Minh Đức Đƣờng cong từ hóa đẳng nhiệt đƣờng Arrott plots hợp chất La0,8Yb0,2(Fe0,88Si0,12)13 nhiệt độ khác đƣợc hình 3.12 3.13 205K 210K 215K 220K 225K 230K 235K 240K 245K 250K 255K 260K 265K 120 M(emu/g) 100 80 60 40 20 0 5000 10000 15000 H(Oe) Hình 3.12: Các đường cong từ hóa đẳng nhiệt hợp chất La0,8Yb0,2(Fe0,88Si0,12)13 nhiệt độ khác M2(emu2/g2) 16.0k 205K 210K 215K 220K 225K 230K 235K 240k 245k 250K 255K 260K 265K 12.0k 8.0k 4.0k 0.0 100 200 H/M (Oe.g/emu) Hình 3.13: Đường Arrott plots hợp chất La0,8Yb0,2(Fe0,88Si0,12)13 nhiệt độ khác 33 Luận văn Thạc Sĩ Lê Minh Đức Trên hình 3.12 cho thấy nhiệt độ T > 235 K đƣờng có dạng giống độ dốc Khi T < 235 K đƣờng gần nhƣ giống cho chuyển pha sắt từ - thuận từ rõ nét Đƣờng Arrott plots hình 3.13 thể rõ nét chuyển pha nhiệt độ TC = 235 K thấy đƣợc điều nhìn vào khoảng nhiệt độ từ 235 K – 265 K đƣờng có dạng đƣờng thẳng ngoại suy đƣờng thẳng đƣợc nhiệt độ chuyển pha Curie 3.3 Hiệu ứng từ nhiệt Hiệu ứng từ nhiệt hệ hợp chất La0,8R0,2(Fe0,88Si0,12)13 lớn hay nhỏ đƣợc đánh giá thông qua việc xác định biến thiên entropy từ Nếu entropy từ lớn làm tăng hiệu ứng từ nhiệt Biến thiên entropy đƣợc xác định từ biểu thức (1.1): H ΔSm =  ( M ).dH T Ngoài biến thiên entropy từ, để đánh giá khả ứng dụng vật liệu việc làm lạnh ngƣời ta đƣa đại lƣợng hiệu suất làm lạnh tƣơng đối RC vật liệu theo biểu thức (1.12): RC = (- ΔSm)max  TFWHM Từ phép đo đƣờng cong hóa đẳng nhiệt nhiệt độ khác nhau, chúng tơi tính tốn đƣợc độ biến thiên entropy từ biến thiên từ trƣờng H  13kOe hợp chất La0,8R0,2(Fe0,88Si0,12)13 nhiệt độ khác Hình 3.8 cho thấy biến thiên entropy hợp chất La0,8R0,2(Fe0,88Si0,12)13 với R = Y, Tb Yb biến thiên từ trƣờng ∆H = 13 kOe độ bán rộng  TFWHM Các giá trị (Sm)max RC đƣợc ghi bảng 3.2 34 Luận văn Thạc Sĩ Lê Minh Đức -Sm(J/kg.K) 200 250 300 La0.8Y0.2(Fe0.88Si0.12)13 La0.8Tb0.2(Fe0.88Si0.12)13 FWHM=19,7K FWHM=10K La0.8Yb0.2(Fe0.88Si0.12)13 FWHM=8,5K 200 250 T(K) 300 Hình 3.14: Sự biến thiên entropy từ vào nhiệt độ hợp chất La0,8R0,2 (Fe0,88Si0,12)13 với R = Y, Tb Yb biến thiên từ trường H  13kOe Bảng 3.2: Nhiệt độ chuyển pha Curie, biến thiên entropy từ cực đại hiệu suất làm lạnh hợp chất La0,8R0,2(Fe0,88Si0,12)13 với R = Y, Tb Yb biến thiên từ trƣờng ∆H = 13 kOe Mẫu (-ΔSm)max TC (K) RC ( J/kg ) (J/kg.K) La0,8R0,2(Fe0,88Si0,12)13 R= Y 205 ± 2,0 5,80 114,6 R= Tb 195 ± 4,0 3,10 30,6 R = Yb 235 ± 2,0 4,00 34,0 35 Luận văn Thạc Sĩ Lê Minh Đức Bảng cho thấy hệ hợp chất đáp ứng đƣợc hầu hết tiêu chí (hiệu ứng từ nhiệt lớn, nhiệt độ chuyển pha gần nhiệt độ phòng, hiệu suất làm lạnh lớn, trể từ, giá thành rẻ) vật liệu từ nhiệt có ứng dụng thiết thực máy làm lạnh từ trƣờng 36 Luận văn Thạc Sĩ Lê Minh Đức KẾT LUẬN Sau thời gian làm luận văn Bộ môn Vật lý Nhiệt độ thấp, thu đƣợc số kết nhƣ sau: - Cấu trúc tinh thể hợp chất La0,8R0,2(Fe0,88Si0,12)13 với R = Y, Tb Yb đƣợc khảo sát: Hợp chất có cấu trúc tứ diện loại NaZn13 Hằng số mạng giảm thay phần La Y, Tb, Yb Sự giảm bán kính nguyên tử Y, Tb, Yb nhỏ bán kính nguyên tử La - Tính chất từ hệ hợp chất La0,8R0,2(Fe0,88Si0,12)13 với R = Y, Tb Yb đƣợc khảo sát: hợp chất chất sắt từ với chuyển pha đặc trƣng từ trạng thái sắt từ sang trạng thái thuận từ nhiệt độ chuyển pha Curie TC Nhiệt độ TC tăng thay phần Lantan đất lần lƣợt R = Y, Tb Yb Hiệu ứng từ nhiệt hợp chất đƣợc xác định thông qua biến thiên entropy từ cho thấy ảnh hƣởng chuyển pha từ giả bền lên hiệu ứng từ nhiệt hợp chất đƣợc Nhƣ vậy, việc thay phần Lantan đất nặng khác làm cho TC tăng cách đáng kể Vật liệu thỏa mãn tiêu chí vật liệu từ nhiệt hiệu ứng làm lạnh từ trƣờng vùng nhiệt độ thích hợp 37 Luận văn Thạc Sĩ Lê Minh Đức DANH MỤC BÁO CÁO TẠI HỘI NGHỊ Vƣơng Văn Hiệp, Lê Minh Đức, Hoàng Nam Nhật Đỗ Thị Kim Anh (2017), “Nghiên cứu cấu trúc tinh thể tính chất từ hợp chất La0,8R0,2(Fe0,88Si0,12)13 (với R = Y, Sm, Tb Yb)”, Kỷ yếu Hội nghị Vật lý Chất rắn Khoa học Vật liệu toàn quốc lần thứ X, 1, tr 49 38 Luận văn Thạc Sĩ Lê Minh Đức TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt Đỗ Thị Kim Anh Nguyễn Phú Thùy (2001), “Cấu trúc tinh thể hiệu ứng từ nhiệt hệ vật liệu có chuyển pha từ giả bền”, Hội nghị Khoa học Nữ lần thứ 6, Hà Nội, 1-7 Lại Thanh Thủy (2013), Nghiên cứu cấu trúc tinh thể số tính chất vật lý hệ vật liệu La(Fe,Si)13 thay phần La nguyên tố đất Ce, Ho, Tb, Yb Luận văn thạc sĩ, Trƣờng Đại học Khoa học Tự Nhiên – Đại học Quốc gia Hà Nội Nguyễn Hữu Đức (2003), Vật liệu từ liên kim loại, NXB ĐHQG Hà Nội Nguyễn Hữu Đức (2003), Vật lý chuyển pha, NXB ĐHQG Hà Nội Nguyễn Phú Thùy (2003), Vật lý tượng từ, NXB ĐHQG Hà Nội Nguyễn Phú Thùy Lê Hoàng Nam (2001), “Ảnh Hƣởng thay Fe Si hợp chất Rfe13 – Tính chất từ hiệu ứng từ nhiệt”, Hội nghị vật lý toàn quốc lần thứ V N.M An, N.H Dân (2014), “Tính chất từ hiệu ứng từ nhiệt hệ hợp kim nguội nhanh Fe-M-Zr (M=Ni, Co, Mn)”, Tạp chí Khoa Học ĐHQGHN, Khoa học Tự nhiên Công nghệ, Tập 30, số Phạm Hồng Quang (2007), Các phép đo từ, NXB ĐHQG Hà Nội Vũ Thị Tuyến(2012), Tính chất từ hiệu ứng từ nhiệt sở hợp kim Heusler Khóa luận tốt nghiệp, Trƣờng Đại Học Khoa Học Tự Nhiên – Đại Học Quốc Gia Hà Nội 10 Vƣơng Văn Hiệp, Lê Minh Đức, Hoàng Nam Nhật Đỗ Thị Kim Anh (2017), “Nghiên cứu cấu trúc tinh thể tính chất từ hợp chất La0,8R0,2(Fe0,88Si0,12)13 (với R = Y, Sm, Tb Yb)”, Hội nghị Vật Lý chất rắn Khoa học Vật liệu toàn quốc lần thứ X, Tập 1, tr 49 39 Luận văn Thạc Sĩ Lê Minh Đức Tiếng Anh 11 A Fujita, S Fujieda, K Fukamichi (2007), Relative cooling power of La(FexSi1-x)13 after controlling the Curie temperature by hydrogenation and partial substitution of Ce, J Magn Magn Mater 310 e1006–e1007 12 A Fujita, S Fujieda, Y Hasegawa, K Fukamichi (2003), Itinerant-electron metamagnetic transition and large magnetocaloric effects in La(FexSi1-x)13 compounds and their hydrides, Phys Rev B 67 104416 13 B.F.Yu, Q Gao, B Zhang, X Z Meng, Z Chen (2003), Review on research of room temperature magnetic refrigeration, International of Refrigeration 26, 622 14 B.G Shen, J.R Sun, F.X Hu, H.W Zhang, Z.H Cheng (2009), Recent Progress in Exploring Magnetocaloric Materials, Adv Mater 21 (45), 4545–4564 15 B Kaeswurm, V Franco, K.P Skokov, O Gutfleisch (2016), Assessment of the magnetocaloric effect in La, Pr(Fe, Si) under cycling, J Magn Magn Mater, 406, 259–265 16 C Aprea, A Greco, A Maiorino, C Masselli, C Solid-state (2018), refrigeration: A comparison of the energy performances of caloric materials operating in an active caloric regenerator, Energy, 165, 439–455 17 Do Thi Kim Anh, N.P Thuy, N.H Duc, T.T Nhien and N.V Nong (2003), Magnetism and magnetocaloric effect in La1-yNdy(Fe0.88Si0.12)13 compounds, J Magn Magn Mater, 262 427-431 18 Do Thi Kim Anh, Vuong Van Hiep (2012), Samples preparation, structure and magnetic properties of La(Fe1-xSix)13 compounds, VNU Journal of Science, Mathematics – Physics 28, No.15 1-5 19 E Bruck (2005), Developments in magnetocaloric refrigeration, J Phys D Appl Phys 38 R381 40 Luận văn Thạc Sĩ Lê Minh Đức 20 FU Bin, LONG Yi, SHI Puji, BAO Bo, ZHANG Min, CHANG Yongqin, YE Rongchang (2010), Effect of praseodymium and cobalt substitution on magnetic properties and structures in La(Fe 1-xSix)13 compounds, Journal of Rare Earths, Vol 28, No 4, Aug., p 611 21 J Feng, X Guo, N Ramlawi, T.V Pfeiffer, R Geutjens, S Basak, H Nirschl, G Biskos, H.W Zandbergen, A Schmidt-ott (2016), Green Manufacturing of Metallic Nanoparticles: A Facile and Universal Approach to Scaling up, J Mater Chem A, 4, 11222–11227 22 Jicheng Feng, Ruben Geutjens, Nguyen Thang, Junjie Li, Xiaoai Guo, Albert Keri, Shibabrata Basak, Gábor Galbács, George Biskos, Hermann Nirschl, Henny W Zandbergen, Ekkes Brück, and Andreas SchmidtOtt(2018), “Magnetic phase transition in spark-produced ternary LaFeSi nanoalloys”, ACS Appl Mater Interfaces, 10, 7, 6073-6078 23 Karl G Sandeman (2012), Magnetocaloric materials:The search for new systems, Scripta Materialia 67 566–571 24 M Gueltig, F Wendler, H Ossmer, M Ohtsuka, H Miki, T Takagi, M Kohl (2017), HighPerformance Thermomagnetic Generators Based on Heusler Alloy Films, Adv Energy Mater (5), 1601 25 M Luis, C Moreno-Ram írez, L.M Romero-Muniz, J.Y Law, V Franco, A Conde, I.A Radulov, F Maccari, K.P Skokov, O Gutfleisch (2018), The role of Ni in modifying the order of the phase transition of La(Fe, Ni, Si)13, Acta Mater 160, 137–146 26 M Tadout, C.H Lambert, M.S El Hadri, O Mounkachi, A Benyoussef, M Hamedoun, M Benaissa, S Mangin (2018), Engineered Gd-Co based multilayer stack to enhanced magneto-caloric effect and relative cooling power, J Appl Phys 123, 053902 27 M Wagner, A Kohut, Z Geretovszky, M Seipenbusch, G Galbács 41 Luận văn Thạc Sĩ Lê Minh Đức (2016), Observation of Fine-Ordered Patterns on Electrode Surfaces Subjected to Extensive Erosion in a Spark Discharge, J Aerosol Sci 93, 16–20 28 Palstra T T M, Nieuwenhuys G J, Mydosh J A and Buschow K H (1985), Rare- earth transition-metal intermetallics: Structure-bonding-property relationships,J Phys Rev B 31 4622 29 P G˛ebara, P Pawlik (2017), Broadening of temperature working range in magnetocaloric La(Fe, Co, Si)13-based multicomposite, J Magn Magn Mater 442, 145–151 30 T.Y Zhao, L Jia, J.R Sun, J Shen, B Gao, H.W Zhang, F.X Hu and B.G Shen (2011), Influence of interstitial and substitutional atoms on the crystal structure of La(FeSi)13,J Alloys Compd 509 5804-5809 31 V.K Pecharsky, K.A Gschneidner Jr (1999), Magnetocaloric effect from indirect measurements: Magnetization and heat capacity, J Appl Phys Vol 86, pp 565 32 Vuong van hiep, Nguyen Khac Thuan, Do Thi Kim Anh and Hoang Nam Nhat(2018), Crystal Structude Magnetic Properties of La0,8R0,2(Fe0,88Si0,12)13 (R=Sm and Tb) Compounds 59 (7)pp 1068 to 1070 33 Vuong Van Hiep, Nguyen Khac Thuan, Do Thi Kim Anh and Hoang Nam Nhat (2016 ), Magnetocaloric effect and the influence of pressure on magnetic proper ties of La-excess pseudo-binaryalloys La1+δ(Fe0.85Si0.15)13, J.Appl Phys 142120 (2016 ) pp to 34 V Franco, J.S Bl ázquez, J.J Ipus, J.Y Law, L.M Moreno-Ram írez, A Conde (2017), Magnetocaloric effect: From materials research to refrigeration devices, Prog Mater Sci 93, 112–232 35 S.T Zong, Z.Y Ni, Y Long, J.N Xue, Y.X Wang (2018), The effect of segregation on the Curie temperature in large-sized La-Fe-Co-Si alloys, 42 Luận văn Thạc Sĩ Lê Minh Đức J Magn Magn Mater 461, 111–115 36 X Zheng, H Zhang, Z Wang, P Liu, M.H Du, Y.Z Han, R.J Wei, Z.W Ouyang, X.J Kong, G.L Zhuang, L.S Long, L.S Zheng (2017), Insights into Magnetic Interactions in a Monodisperse Gd 12Fe14 Metal Cluster, Angew Chemie Int Ed 56 (38), 11475–11479 37 Yuanyuan Wu, Jianing Xue, Chang Liu, He Zhou and Yi Long (2018), Effect of Yttrium on Microstructure and Magnetocaloric Properties in La(Fe1-x Six)13 Compounds, Appl Sci 2198 pp to 43 ... - LÊ MINH ĐỨC CẤU TRÚC, TÍNH CHẤT TỪ VÀ HIỆU ỨNG TỪ NHIỆT CỦA HỢP CHẤT La0,8R0,2(Fe0,88Si0,12)13 VỚI R = Y , Tb Yb Chuyên ngành : Vật lý Nhiệt Mã số : 15005230 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGƢỜI... 1: MỘT SỐ TÍNH CHẤT ĐẶC TRƢNG CỦA HỆ VẬT LIỆU TỪ NHIỆT CÓ CẤU TRÚC LOẠI NaZn13 1.1 Hiệu ứng từ nhiệt 1.2 Ứng dụng hiệu ứng từ nhiệt 1.3 Hiệu ứng từ nhiệt với công nghệ... Luận văn Thạc Sĩ Lê Minh Đức CHƢƠNG MỘT SỐ TÍNH CHẤT ĐẶC TRƢNG CỦA HỆ VẬT LIỆU TỪ NHIỆT CÓ CẤU TRÚC LOẠI NaZn13 1.1 Hiệu ứng từ nhiệt Hiệu ứng từ nhiệt tƣợng nhiệt động học từ tính, thay đổi nhiệt