Магнитострикция и магнитокалорический эффект в Mn₀,₈₉Cr₀,₁₁NiGe

Abstract

Приведены результаты магнитных и рентгеновских исследований сплава Mn₀,₈₉Cr₀,₁₁NiGe. Показано, что совмещение с помощью закалки температуры парамагнитного структурного перехода первого рода из гексагональной в орторомбическую фазу и температуры магнитного упорядочения орторомбической фазы из парамагнитного в ферромагнитное состояние приводит к изменению рода магнитного фазового превращения от изоструктурного перехода второго рода к магнитоструктурному (гексагональный парамагнетик–орторомбический ферромагнетик) переходу первого рода. При этом характер низкотемпературного перехода ферромагнетизм–антиферромагнетизм, который наблюдается в магнитных полях напряженностью ниже 3,5 Тл, существенно не изменяется. Обсуждаются механизмы возникновения гигантских анизотропного магнитострикционного (до 10%) и магнитокалорического (до 28 Дж/(кг·К) при изменении поля от 0 до 5 Тл) эффектов.

Наведено результати магнітних і рентгенівських досліджень сплаву Mn₀,₈₉Cr₀,₁₁NiGe. Показано, що суміщення за допомогою загартування температури парамагнітного структурного переходу першого роду з гексагональної в орторомбічну фазу й температури магнітного впорядкування орторомбічної фази з парамагнітного у феромагнітний стан приводить до зміни роду магнітного фазового перетворення від ізоструктурного переходу другого роду до магнітоструктурного (гексагональний парамагнетик–орторомбічний феромагнетик) переходу першого роду. При цьому характер низькотемпературного переходу феромагнетизм–антиферомагнетизм, який спостерігається в магнітних полях напруженістю нижче 3,5 Тл, суттєво не змінюється. Обговорюються механізми виникнення гігантських анізотропного магнітострикційного (до 10%) і магнітокалоричного (до 28 Дж/(кг·К) при зміні поля от 0 до 5 Тл) ефектів.

The results of magnetic measurements and x-ray analysis of the Mn₀,₈₉Cr₀,₁₁NiGe alloy are presented. It is shown that the quenching makes it possible to overlap the temperature of first-order paramagnetic hexagonal–orthorhombic structural transition and the temperature of paramagnetic–ferromagnetic magnetic phase transition. The overlapping results in the change of the order of magnetic phase transformation: the isostructural phase transition of the second order be-comes a magnetostructural transition of the first order (hexagonal paramagnet–orthorhombic ferromagnet). In this case the character of the low-temperature fer-romagnetism–antiferromagnetism transition observed in magnetic fields of intensity below 3.5 T does not change substantially. The mechanisms of the giant an-isotropic magnetostrictive (up to 10%) and magneto-caloric (up to 28 J/(kg·K) at ΔB = 0–5 T) effects are discussed.