Heusler Alaşımlarında Manyetik Olmayan Element Katkısının Manyetik ve Manyetokalorik Özellikler Üzerine Etkisi


Çakır Ö. , Dinçer İ., Kaya M.

21. Yoğun Madde Fiziği Ankara Toplantısı, Ankara, Türkiye, 25 Aralık 2015, ss.36

  • Basıldığı Şehir: Ankara
  • Basıldığı Ülke: Türkiye
  • Sayfa Sayıları: ss.36

Özet

Heusler Alaşımlarında Manyetik Olmayan Element Katkısının Manyetik ve Manyetokalorik Özellikler Üzerine EtkisiMelike Kaya, İlker Dinçer, Öznur Çakır, Yalçın ElermanAnkara Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Fizik Mühendisliği,06100 Beşevler AnkaraModern dünyanın gelişmesinde en büyük katkıyı gıda, kimya, ilaç, otomotive ve bilgisayar sektörü vermektedir. Bu sektörlerde ihtiyaç duyulan soğutma teknolojisi de günümüzde halen küresel ısınmaya olumsuz katkı sağlayan gaz sıkıştırmalı kompresörler ile sağlanabilmektedir. İşte bu sebeple çevreye duyarlı, yüksek verime sahip manyetik soğutma teknolojisi gaz sıkıştırmalı soğutuculara göre üstün bir seçenek olarak karşımıza çıkmaktadır [1].Yapısal faz dönüşümüne sahip Mn tabanlı Heusler alaşımları sahip oldukları manyetokalorik etki (MKE) ve manyetodirenç gibi fonksiyonel birçok özelliklerinden dolayı oldukça önemli malzemelerdir. Bu tür alaşımların sahip oldukları manyetik ve manyetokalorik özellikler Mn’ın manyetik momentine ve Mn-Mn arası mesafelere bağlı olarak değişmektedir. Ayrıca yine Hesuler alaşımlarında yapısal faz dönüşüm sıcaklıklarının değerlik elektron konsantrasyonuna (e/a) doğrudan bağlı olduğu bilinmektedir. Son yıllarda ise özellikle Ga içermeyen ve stokiyometrik olmayan Ni-Mn-Sn, Ni-Mn-In metamanyetik şekil hafıza alaşımları, Ga katkılı alaşımlara göre özellikleri daha fazla geliştirilebildiği için tercih edilmektedir. Son yıllarda yapılan teorik ve deneysel çalışmalara göre Ni-Mn-In Heusler alaşımlarına yapılan Cu, Al vb. manyetik olmayan atom katkısının manyetik değiş-tokuş parametrelerini değiştirdiği ve bu durumun da özellikle yapısal faz geçiş bölgesinde yüksek manyetik soğutma özelliğinin doğmasına neden olduğu gözlenmiştir [2, 3].Bu çalışmada yapısal ve manyetik faz geçişine sahip çeşitli kompozisyonlardaki Ni-Mn-In alaşımlarının XRD ve SEM ile yapısal karakterizasyonları; VSM ve SQUID ile de manyetik karakterizasyonları gerçekleştirilmiştir. Elde edilen malzemelerin geçiş sıcaklıkları ve manyetokalorik etki (MKE) değerleri, e/aoranlarına göre karşılaştırılmıştır.Özellikle, üretilen Ni50Mn33Al1In16alaşımı için elde edilen yapısal geçiş sıcaklığı değeri (Tm) literatürdeki Ni50Mn34In16alaşımından 40 K daha yüksektir [4]. Bu durum e/a oranları karşılaştırıldığında oldukça tutarlı bir sonuçtur. Ayrıca Ni50Mn33Al1In16alaşımında 2 T değerinde 267.5 K’de elde edilen 13 J.kg-1.K-1değerindeki manyetik entropi değişimi, hacimsel bir malzemede elde edilen oldukça yüksek bir değerdir