Efecto magnetocalórico en cintas de los compuestos intermetálicos RNi2 (R= Tb, Dy, Ho, Er) y RAl2 (R= Tb, Dy, Er) obtenidas por solidificación rápida

Abstract

"Varios compuestos intemetálicos en los sistemas binarios RNi2 y RAl2 (R= tierra rara) presentan buenas propiedades magnetocalóricas en el rango de temperatura entre 10 y 80 K, lo que permite su utilización como sustancias refrigerantes para el desarrollo de sistemas de refrigeración para la licuefacción de gases. En el presente trabajo se reporta la obtención y la caracterización de las propiedades magnetocalóricas de los compuestos intermetálicos RNi2 con R= Tb, Dy, Ho, Er, y RAl2 con R= Tb, Dy, Er. Los mismos fueron sintetizados por solidificación rápida usando la técnica de temple rotatorio. Se reportan las curvas de variación de entropía magnética ?SM(T) y variación de temperatura adiabática ?Tad(T), así como la capacidad de refrigeración RC para variaciones de campo magnético ?o?H de 2 y 5 T. Estas se comparan con resultados experimentales y teóricos reportados por otros autores en la literatura para muestras policristalinas en bulto. Se determina el compósito bifásico magnetocalórico con mejores propiedades basado en los compuestos DyNi2 y TbNi2 (0.4(DyNi2) + 0.6(TbNi2)). Los compuestos sintetizados son policristalinos y cristalizan en una estructura cúbica de tipo MgCu2 (C15) propia de las fases de Laves; los parámetros de celda así como la temperatura de Curie son similares a los reportados para muestra en bulto. Las cintas recién solidificadas de los compuestos DyNi2, HoNi2 y ErNi2 presentaron valores superiores de |?SMpeak| según la dirección longitudinal con respecto a lo reportado para aleaciones policristalinas en bulto. Esto resulta de la combinación de la anisotropía de la magnetización que presentan estos materiales con la textura cristalográfica que se obtiene como resultado de la técnica de síntesis empleada. En estos casos, las cintas están formadas por granos con su eje principal de crecimiento perpendicular al plano de las cintas por lo que el eje de fácil magnetización queda con cierta orientación preferencial según la dirección longitudinal de formación de la cinta."

"Several intermetallic compounds in the RNi2 and RAl2 binary systems (R= rare earth), shows good MC properties as magnetic refrigerants in the temperature range 10-80 K; this allows their use as magnetic refrigerants for the development of magnetic refrigerators for gases liquefaction. Present work, focuses on the synthesis and characterization of the magnetocaloric properties of the intermetallic compounds RNi2 with R= Tb, Dy, Ho, Er, and RAl2 with R= Tb, Dy, Er. They were synthesized by rapid solidification using the melt spinning technique. The thermal dependence of the magnetic entropy change ?SM(T) and adiabatic temperature change ?Tad(T) curves, as well as the refrigerant capacity (RC) for magnetic field changes ?o?Hmax of 2 and 5 T are reported. They are compared with the theoretical and experimental results reported for bulk polycrystalline samples in literature by other authors. The two-phase composite with the best magnetocaloric properties based on the DyNi2 and TbNi2 compounds is (0.4(DyNi2) + 0.6(TbNi2)) is reported. The melt-spun ribbons of the compounds produced are polycrystalline and crystallize into the cubic MgCu2-type structure (C15) of the Laves phases; the cell parameters and the Curie temperature are similar to those reported for bulk polycrystalline alloys. For as-solidified ribbons of the DyNi2, HoNi2 and ErNi2 compounds we found showed superior |?SMpeak| values with respect to the reported for bulk polycrystalline alloys along the longitudinal direction. This enhanced MC response along ribbon longitudinal direction results from the combination of the distinct anisotropic magnetization of these materials with the crystallographic texture induced by the fabrication method employed. In these cases, the ribbons are formed by columnar in shape grains with their longer axes perpendicular to ribbon plane; then the easy axis magnetization shows preferential orientation along the rolling direction."