Nguyên lý hoạt động của một chu trình làm lạnh từ thực tế được miêu tả sơ lược như trên Hình 1.12. Ban đầu khi H = 0, các mômen từ được sắp xếp một cách định hướng. Khi H 0, các mômen từ ở trạng thái hỗn loạn được định hướng theo từ trường ngồi làm cho vật liệu bị nóng lên. Nhiệt sinh ra trong quá trình này được truyền tải ra ngồi mơi trường nhờ một chất tải nhiệt nào đó. Khi khử từ (H = 0) các mômen từ lại trở lại trạng thái hỗn loạn. Quá trình này thu nhiệt và làm cho các vật liệu từ bị lạnh xuống dưới nhiệt độ mơi trường, như vậy nó hấp thụ nhiệt từ hệ tiếp xúc với nó. Có thể tải nhiệt ra khỏi hệ cần làm lạnh bằng cách sử dụng một môi
27
trường tải nhiệt. Tùy thuộc vào nhiệt độ hoạt động của hệ mà mơi trường này có thể là nước hay khơng khí, cịn khi ở nhiệt độ thấp thì có thể là khí Heli.
Chƣơng 2: CHẾ TẠO MẪU VÀ CÁC PHƢƠNG PHÁP
THỰC NGHIỆM
2.1 Sơ lƣợc về các phép đo để nghiên cứu chế tạo mẫu
Ngoài sự phụ thuộc vào thành phần, bản chất của liên kết hóa học, cấu trúc tinh thể, tính chất của vật liệu cịn phụ thuộc rất nhiều vào tính đồng nhất, độ tinh khiết hóa học, sự phân bố kích thước hạt. Mặt khác, tính đồng nhất và độ tính khiết hóa học, sự phân bố kích thước hạt lại phụ thuộc rất nhiều vào phương pháp chế tạo mẫu.Có thể nói rằng cấu trúc – tính chất – cơng nghệ chế tạo của một loại vật liệu có liên quan mật thiết với nhau.
2.1.1 Phƣơng pháp gốm
Phương pháp truyền thống để chế tạo oxit phức hợp là phương pháp gốm. Theo phương pháp này, các oxit phức hợp được điều chế bằng cách trộn lẫn hỗn hợp các oxit, các muối cacbonat, muối axetat hay các muối khác của các kim loại hợp phần, sau đó tiến hành nghiền, ép, nung lặp lại nhiều lần để tạo ra vật liệu có cấu trúc và tính chất mong muốn. Phản ứng pha rắn xảy ra khi nung hỗn hợp các oxit ở nhiệt độ cao (khoảng 2/3 so với nhiệt độ nóng chảy). Ở nhiệt độ này, các chất phản ứng vẫn nằm ở trạng thái rắn nên phản ứng xảy ra chậm. Khi các hạt tiếp xúc với nhau, ban đầu phản ứng xảy ra rất nhanh, sau đó lớp sản phẩm lớn dần thì con đường khuếch tán của các ion sang nhau càng dài hơn do đó làm giảm tốc độ của phản ứng, ví dụ như một hạt mịn có kích thước chừng 10µm, các ion khuếch tán
sang nhau phải vượt qua một con đường gấp 10000 lần kích thước ơ mạng cơ sở [ Hình 2.1]. Muốn tăng tốc độ khuếch tán của các ion thì phải nâng cao nhiệt độ và kéo dài thời gian ủ mẫu. Để tăng tính đồng nhất phải lặp đi lặp lại quá trình nghiền, ép, nung nhiều lần [15].
10µm
10µm