Estudio del efecto magnetocalórico en microhilos de aleaciones basadas en Gd a partir de mediciones de magnetización y calor específico.

Abstract

"Se estudia el efecto magnetocalórico (EMC) en los siguientes microhilos: Gd60Al20Co20, Gd55Al25Co20, Gd55Ni20Co25, Gd55Ni15Co30, Gd65Ni35 y Gd35Ni10Co35Dy20. Se reportan las curvas de magnetización M(T), las isotermas de magnetización M(μoH); las curvas de variación de entropía magnética ΔSM(T, μoΔH) para valores de campo magnético de 2 y 5 T y de variación de temperatura adiabática ΔTad para campo magnético de 5 T; las curvas de calor específico cp(T, μoH) para campos magnéticos estáticos de 0 y 5 T; la comparación de las curvas de entropía magnética ΔSM(T, μoΔH) según cálculos de cp y magnetización para campo magnético de 5 T. En las mediciones vía cp se implementó un método para la preparación de muestras que consistió en prensarlas, lo cual facilitó el trabajo experimental. De las curvas M(T) a bajo campo (10 mT) fueron obtenidos los valores de temperaturas de Curie de 109 K y 98 K para Gd60Al20Co20 y Gd55Al25Co20; 128 K y 156 K para Gd55Ni20Co25 y Gd55Ni15Co30 y 138 K y 124 K para Gd35Ni10Co35Dy20 y Gd65Ni35 tratados a 100ºC, respectivamente. A partir del uso de la relación de Maxwell, para una variación de campo magnético de 2 T (5 T): a) los microhilos Gd60Al20Co20 Gd55Al25Co20] muestran un máximo en las curvas de variación de entropía magnética de 4.8 (9.1) [4.8 (9.3)] Jkg-1K-1; valores de FWHM de 67 (94) [64 (88)] K y de capacidad de refrigeración de 237 (641) [229 (611)] Jkg-1; b) los microhilos Gd55Ni20Co25 [Gd55Ni15Co30] muestran un máximo de variación de entropía magnética de 2.7 (6.1) [ 3.0 (6.2)] Jkg-1K-1; valores de FWHM de 64 (88) [88 (112)] K y de capacidad de refrigeración de 137 (415) [206 (536)] Jkg-1 y c) los microhilos Gd35Ni10Co35Dy20 [Gd65Ni35 tratado a 100 0C] muestran un máximo de variación de entropía magnética de 3.1 (6.3) [3.6 (7.2)] Jkg-1K-1; valores de FWHM de 88 (112) [76 (92)] K y de capacidad de refrigeración de 203 (536) [199 (503)] Jkg-1, respectivamente. Mediante las mediciones de calor específico: a) los microhilos Gd60Al20Co20 [Gd55Al25Co20] muestran un máximo en las curvas de variación de temperatura adiabática igual a 4.5 [4] Jkg-1K-1 y para Gd55Ni20Co25 [Gd55Ni15Co30] de 3.9 [4.3] Jkg-1K-1, respectivamente; b) las curvas de variación de entropía magnética obtenidas por este método presentaron una buena coincidencia respecto a las curvas obtenidas por magnetización para un valor de campo magnético de 5 T."

"Magnetization measurements are reported for the Gd60Al20Co20, Gd55Al25Co20, Gd55Ni20Co25, Gd55Ni15Co30, Gd65Ni35 and Gd35Ni10Co35Dy20 microwires. The low and high magnetic field magnetization as a temperature M (T) curves (10 mT and 5 T, respectively) were measured from 2 to 300 K, ramping the temperature at 1.0 K/min. From the curves dM/dT vs T the Curie temperatures were obtained. The magnetic entropy change as a function of temperature curves werecalculated using the Maxwell relation from a set of isothermal magnetization curves measured form 2 to 261 K each 4 K. For a magnetic field change μoΔH of 2 T (5 T), the microwires showing a maximum of the magnetic entropy change ΔSM max= 4.8 Jkg-1K-1 (9.1 Jkg-1K-1) for Gd60Al20Co20 and ΔSM max= 2.7 Jkg-1K- 1 (6.1 Jkg-1K-1) for Gd55Ni20Co25. A full width at half maximum of the ΔSM (T, μoΔH) curves TFWHM = 67 K (94 K) and TFWHM = 64 K (88 K), and a refrigerant capacity (RC-2), RC-2 = 237 Jkg-1 (641 Jkg-1) and RC= 137 Jkg-1 (415 Jkg-1), respectively for Gd60Al20Co20 and Gd55Ni20Co25, respectively. The heat capacity of the Gd60Al20Co20, Gd55Al25Co20, Gd55Ni20Co25 and Gd55Ni15Co30 microwires in the 2 to 200 K temperature range at three different applied magnetic fields (0, 2 and 5 T) was obtained. At zero magnetic field we observed the sharp maximum for each microwires, the Curie temperature was calculated. The experimental data allow us to obtain the total entropy at 2 and the 5 T applied magnetic fields. From these curves the isothermal entropy change ΔSM (T,μoΔH) and the adiabatic temperature change ΔTad were calculated."