ارزیابی خواص سرمایش مغناطیسی حالت جامد در آلیاژ هاسلر Ni-Mn-In-Al: استحاله مغناطوساختاری مرتبه اول و گذر فاز مغناطیسی مرتبه دوم

در این مقاله، خواص سرمایش مغناطیسی آلیاژ هاسلر Ni۵۰Mn۳۴In۱۶-xAlx (x=۰, ۰.۵, ۱, and ۱.۵ at.%) با بررسی خواص مغناطیسی و مغناطوگرمایی مورد ارزیابی قرار گرفته است. برای این منظور نمونه های حجمی به قطر ۸ میلی متر به کمک سیستم ذوب ریزی مکشی تهیه شده و آنیلینگ همگن سازی در دمای ۱۰۷۳ کلوین به مدت ۴ ساعت در حضور گاز آرگون انجام شد. از آزمون های XRD و FE-SEM به منظور مشخصه یابی ساختاری و ریزساختاری در دمای محیط استفاده شد. آزمون DSC به منظور مطالعه استحاله فازی در محدوده دمایی ۲۰۰ الی ۳۷۵ کلوین با نرخ سرمایش و گرمایش ۱۰ کلوین بر دقیقه مورد استفاده قرار گرفت. خواص مغناطیسی وابسته به دما در محدوده دمایی ۱۷۵ الی ۳۷۵ کلوین با نرخ سرمایش و گرمایش ۳ کلوین بر دقیقه تحت میدان مغناطیسی ثابت ۲ تسلا به کمک سیستم MPMS ارزیابی شد. خواص مغناطیسی و مغناطوگرمایی به کمک سیستم VSM مجهز به سیستم سرمایشی و گرمایشی در محدوده دمایی استحاله مغناطوساختاری و گذر فاز مغناطیسی مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج حاکی از آن بود افزودن آلومینیوم منجر به تشکیل فاز مارتنزیت در دمای محیط شده است. همچنین مشاهده شد با افزایش میزان آلومینیوم دماهای مشخصه یابی استحاله فازی مرتبه اول کاهش پیدا کرده است. همچنین، افزایش میزان آلومینیوم منجر به کاهش مغناطش اشباع و تضعیف خواص مغناطوگرمایی شده است، به گونه ای که با افزودن آلومینیوم به میزان۱/۵ درصد اتمی، مغناطش اشباع از eum/g ۴۹ به eum/g ۵/۸، تغییرات آنتروپی مغناطیسی از J/kg.K ۳/۰۴ به J/kg.K ۱/۱۱ و ظرفیت سرمایشی از J/kg ۱۰۹/۸۳ به J/kg ۸/۱ رسیده است.

کلیدواژه ها:

خواص مغناطیسی و مغناطوگرمایی ، استحاله مغناطوساختاری ، آلومینیوم ، آلیاژ هاسلر Ni-Mn-In-Al