Влияние деформационно-термической обработки на магнитокалорический эффект в сплаве Гейслера

Автор: Руслан Юнусович Гайфуллин

Соавторы: Р.Ю. Гайфуллин, И.И. Мусабиров, Сафаров И.М., Галеев Р.М., Асылбаева Р.А., Алиев А.М., Гаджиев А.Б.

Организация: Институт проблем сверхпластичности металлов Российской Академии Наук

Влияние деформационно-термической обработки на магнитокалорический эффект в сплаве Гейслера

Сплавы Гейслера в области мартенситного превращения обладают сочетанием таких уникальных функциональных эффектов как ферромагнитный эффект памяти формы, магнитокалорический эффект, гигантское магнитосопротивление и др. Существенным недостатком сплавов в монокристаллическом и поликристаллическом состоянии являются пониженные эксплуатационные свойства. При многократных циклах мартенситного превращения, образцы сплавов разрушаются вследствие накопления дефектов, формирующихся упругими напряжениями при фазовом превращении. Одним из способов повышения эксплуатационных свойств материала является деформационно-термическая обработка (ДТО). При этом необходимо учитывать тот факт, что обработка может снизить величины функциональных эффектов из-за изменения зеренной микроструктуры и уменьшения среднего размера зерна.

В данной работе представлены результаты исследования магнитокалорического эффекта в поликристаллическом сплаве Ni2.25Mn0.75Ga0.93Si0.07 в исходном литом состоянии и после ДТО методом всесторонней изотермической ковки (ВИК). Преимущество этого метода деформационной обработки заключается в более высокой плотности дислокаций, высоком уровне внутренних напряжений и необходимой микроструктуре в получаемом объемном слитке материала.

Как видно из рисунка пиковая величина МКЭ составляет 0,59°С в магнитном поле 1,8 Тл при температуре 79,5°С. Чувствительность при этом составляет 0,33°С/Тл. В результате ковки эта величина снижается до 0,55°С при 63,9°С (0,31°С/Тл) и 0,50°С при 67,9°С (0,28°С/Тл) для плоскостей YOX и YOZ соответственно. При этом наблюдается смещение пиковых значений МКЭ в область низких температур, что обусловлено смещением мартенситного превращения в результате ДТО. В целом величина МКЭ как в исходном, так и кованном состоянии являются не столь значительными для данных сплавов. Из литературных данных известно, что средняя величина эффекта составляет около 1°С/Тл [1]. Однако положительным моментом является то, что в результате ВИК не наблюдается значительной деградации функционального эффекта.

 

1.       1. V.V. Khovaylo. Inconvenient magnetocaloric effect in ferromagnetic shape memory alloys. // J. Alloys Comp. 2013. V. 577, № 1. P. 362-366.