C ƣơn 3 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
3.5. Kết quả nn cu hiệu ng từ nhiệt của vật liệu tổ hợp La1-xKxMnO
Như đã àn luận ở trên về các kết quả MCE của hệ La1-xKxMnO3 (x =
0,05-0,2) cho thấy, có a mẫu x = 0,1; 0,15 và0,2 thể hiện |ΔSM| cao với TC =
282-306 K gần vùng nhiệt độ phịng, rất thích hợp cho công nghệ làm lạnh từ dân dụng. Trong nội dung này, để nâng cao giá tr của RCP và mở rộng vùng chuyển pha từ, chúng tôi sử dụng một phương pháp đơn giản và hiệu quả [24] là tổ hợp từ hai trong ba mẫu riêng iệt của các nồng độ x = 0,1; 0,15 và 0,2.
Hình 3.10. Từ độ chuẩn hoá phụ thuộc nhiệt độ M(T)/M(100 K) tại 100
Oe đo theo chế độ ZFC.
Hình 3.10 biểu diễn từ độ chuẩn hoá phụ thuộc nhiệt độ M(T)/M(100 K)
đo theo chế độ ZFC tại 100 Oe của bốn mẫu tổ hợp C1, C2, C3, C4. Rõ ràng, trên những đường cong M(T)/M(100 K) đều xuất hiện các “vai” trong vùng
chuyển pha FM-PM, đây là iểu hiện đặc trưng của vật liệu đa pha từ. Ta cũng thấy vùng chuyển pha của các vật liệu tổ hợp đều xảy ra trong khoảng nhiệt độ 300 K. Do đó, chúng tôi đo ộ số liệu từ hóa đẳng nhiệt ở các nhiệt độ khác nhau M(H,T) trong vùng chuyển pha FM-PM để xác đ nh MCE của các mẫu tổ hợp này.
Hình 3.11. Các đường cong |ΔSm(T)| tại ΔH = 10 kOe của các vật liệu tổ hợp.
Dựa trên ộ số liệu M(H,T) thu được, độ biến thiên entropy từ phụ thuộc nhiệt độ trong các iến thiên từ trường khác nhau của các vật liệu tổ hợp được xác đ nh theo phương trình (1.22). Hình 3.11 biểu diễn các đường cong |ΔSm(T)| của các mẫu tại ΔH = 10 kOe. Các kết quả cho thấy, mặc dù giá tr |ΔSM| của vật liệu tổng hợp (1,2-1,64 J/kgK) nh hơn một chút nh hơn so với |ΔSM| của các mẫu riêng iệt, tuy nhiên các đường cong |ΔSm(T)| đã được mở rộng đáng kể (δTFWHM = 33–50 K). Do đó, giá tr của RCPexp của các mẫu C1, C2, C3, C4 được tìm thấy trong khoảng 54,1–60,2 J/kg, cao hơn khoảng 10–26% so với giá tr thu được từ một mẫu riêng iệt (47,55–54,6 J/kg). Đáng chú ý, giá tr RCPexp thu được cho các vật liệu tổ hợp này có thể so sánh được với của kim loại Gd (63,4 J/kg tại ΔH = 10 kOe [32]).
KẾT LUẬN
Từ các kết quả nghiên cứu, chúng tơi rút ra một số kết luận chính của luận văn như sau :
1. Đã chế tạo thành công hệ vật liệu perovskite La1-xKxMnO3 (x = 0,05-0,2) bằng phương pháp phản ứng pha rắn. Các vật liệu được tổ hợp từ các mẫu
x = 0,1; 0,15 và 0,2 đạt chất lượng tốt, cấu trúc tinh thể tương tự như của
của các mẫu riêng lẻ.
2. Phổ hấp thụ của hệ mẫuLa1-xKxMnO3 đã được khảo sát tại nhiệt độ phịng trong vùng ước sóng từ 200 đến 1100 nm. Kết quả phân tích cho thấy sự thay thế một phần La3+ bằng K+ đã làm giảm độ rộng vùng cấm của vật liệu từ 5,07 xuống 4,41
3. Tính chất từ của vật liệu La1-xKxMnO3 đã được nghiên cứu chi tiết. Kết quả cho thấy hệ vật liệu thuộc bản chất vật liệu chuyển pha loại hai.Vùng chuyển pha sắt từ-thuận từ d ch dần từ nhiệt độ thấp về vùng nhiệt độ phòng khi nồng độ k tăng. Áp dụng đ nh luật Curie-Weiss, chúng tôi đã chỉ ra sự xuất hiện các đám FM trong vùng thuận từ.
4. Đã quan sát thấy hiệu ứng từ nhiệt lớn trong các mẫu vật liệu đã chế tạo. Trong biến thiên từ trường ΔH = 10 kOe, độ biến thiên entropy từ cực đại của chúng đạt khoảng 1,70-1,85 J/kgK và RCP đạt khoảng 50-60 J/kg, tương đương khoảng 80% giá tr RCP của kim loại Gd trong cùng iến thiên từ trường.
5. Kết quả thu được về MCE của các mẫu tổ hợp cho thấy RCP tăng lên đáng kể (54,1–60,2 J/kg tại 10 kOe) và có thể so sánh được với RCP của Gd (63,4 J/kg tại 10 kOe). Với ưu điểm của công nghệ chế tạo đơn giản và giá thành rẻ của nguyên liệu an đầu cũng như MCE có thể điều chỉnh dễ dàng, vật liệu tổ hợp của hệ perovskite La1-xKxMnO3 cóthể được coi như một ứng cử viên tiềm năng cho công nghệ làm lạnh từ vùng nhiệt độ phòng trong tương lai gần.