Российские ученые работают над сплавами для создания магнитного холодильника


Оцените статью:
ПлохоСойдетТак себеХорошоОчень хорошо (Пока оценок нет)
Загрузка...
Поделитесь:

Научная работа ведется постдоком Владимиром Соколовским под руководством доктора физ.-мат. Наук Владимира Ховайло.

Сплавы Гейслера — это тройное интерметаллическое соединение с химической формулой Х2YZ, поясняют в университете. Наиболее широко на практике используется сплав Гейслера вида Ni2MnGa. Сплав Гейслера проявляет память формы и сверхупругость и возможность управления этими эффектами с помощью магнитного поля, вплоть до изменения на глазах формы предмета из сплава при поднесении к нему магнита. Память формы вызывается мартенситным фазовым переходом. Магнитное поле влияет на параметры мартенситной фазы вследствие магнитоупругого взаимодействия.

Обычные бытовые холодильники основаны на компрессионном принципе. Охлаждающая жидкость под сильным давлением выталкивается в испаритель, который находится внутри холодильной камеры. В момент возвращения к нормальному давлению жидкость превращается в пар, забирая при этом тепло из внешней среды. У этих холодильников есть ряд недостатков: охлаждающая система требует много места, производит шум, потребляет много электроэнергии, и требует специальной утилизации (в качестве хладоагента применяются фреоны, а при попадании в атмосферу эти вещества разрушают озоновый слой). Поэтому сегодня ученые всего мира работают над созданием магнитных холодильников.

Эти приборы будут работать благодаря  магнетокалористическому эффекту. Некоторые вещества способны нагреваться при воздействии магнитного поля, а затем, после его выключения, резко охлаждаются до меньших температур. Уже существуют первые модели магнитных холодильников, но широкого применения они пока не получили из-за недостаточной эффективности. Сегодня необходимы методы создания новых материалов с магнетокалористическим эффектом и способы точной оценки их свойств.

Перспективными материалами для создания таких холодильников являются сплавы Гейслера. Первоначально так называли сплавы марганца с двумя другими металлами, но теперь под сплавами Гейслера понимают любые тройные сплавы, образованные атомами металлов с определенным строением электронных оболочек. Свойства атомной структуры таких сплавов приводят к ряду интересных физических свойств. Все сплавы Гейслера – ферромагнетики, то есть способны намагничиваться во внешнем поле, но не проявляют магнитных свойств в его отсутствие. Все они хорошо проявляют магнетокалористический эффект.

Владимир Соколовский и доктор Ховайло работают над теоретическим исследованием фазовых превращений (магнитных, структурных, связанных магнитоструктурных), магнитных, структурных и теплофизических свойств моно и поликристаллических сплавов Гейслера с эффектом памяти формы Ni-Mn-X и Ni-Mn-X-Y (X = Ga, In, Sn, Sbи Y  = Fe, Cu, Co, Cr) с помощью первопринципных и Монте-Карло-методов.

Сплавы Гейслера также являются перспективными материалами в области создания миниатюрных силовых устройств, манипуляторов, в спинтронике при создании элементов хранения информации, а также в охлаждающих устройствах, работающих на принципе магнитного охлаждения.