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TmGa合金的磁性和磁相图
  • ISSN号:0258-7076
  • 期刊名称:《稀有金属》
  • 时间:0
  • 分类:O469[理学—凝聚态物理;理学—电子物理学;理学—物理]
  • 作者机构:[1]天津理工大学材料物理研究所,天津300384, [2]中国科学院理化技术研究所低温重点实验室,北京100190, [3]天津职业大学眼视光学院,天津300410
  • 相关基金:国家自然科学基金项目(11504266,51271192,51322605); 国家重大科学仪器设备开发专项项目(2014YQ120351)资助
中文摘要:

利用电弧熔炼制备出单相的TmGa化合物,TmGa显示了两个连续的相变:在11.5 K处为反铁磁到反铁磁(AFMΙ-AFMΠ)相变,在15 K处为反铁磁到顺磁(AFMΠ-PM)相变。反铁磁区域存在场诱导的反铁磁到铁磁(AFM-FM)变磁转变。虽然TmGa的基态是反铁磁,但是当在较低磁场(0.02 T)下,在12 K附近诱导出铁磁态,因此在一定磁化强度范围内存在AFMΙ-FM,FM-AFMП和AFMП-PM相变。当磁场为0.2 T时AFMΠ态完全消失,AFM-PM的转变成为FM-PM的转变。低温AFMΙ态随磁场的变化是不可逆的,而AFMΠ态随磁场的变化是可逆的。根据温度和磁场的变化绘制了TmGa的磁相图。TmGa在相变温度附近具有较大的磁熵变(-ΔSM),当磁场变化为5 T时,最大-ΔSM为34.2J·kg^-1·K^-1。值得注意的是,在磁场变化为1和2 T时,最大-ΔSM分别为12.9和20.7 J·kg^-1·K^-1。同时通过计算得到在1,2和5 T下的磁制冷能力(RC)分别为69,149和364 J·kg^-1。TmGa化合物作为低温磁制冷材料潜在巨大应用前景。

英文摘要:

TmGa alloy was prepared by arc melting. TmGa exhibited two successive magnetic transitions at temperatures,TAF= 11. 5K antiferromagnetic(AFMΙ) to AFMΠand TN= 15 K AFMΠto paramagnetic(PM). A field-induced metamagnetic transition AFM-FM states was observed. Although the ground state remained AFM for TmGa,the ferromagnetic(FM) state could be induced by a magnetic field at about 12 K under relatively low field change of 0. 02 T. So the transitions AFMΙ-FM,FM-AFMПand AFMП-PM were observed in a certain magnetic field,and the AFMΠstate completely disappeared under 0. 2 T. The transition from low temperature AFM state(AFMI) to FM state induced by a magnetic field was irreversible. On the contrary,the transition from high temperature AFM state(AFMII) to FM state was reversible. A magnetic phase diagram was made based on the magnetic measurement. Additionally,TmGa compound exhibited an excellent magnetocaloric effect(MCE) around transition temperature. Under field change of 5 T,the maximum values of magnetic entropy change-ΔSMwas 34. 2 J·kg^-1·K^-1. It was worth noting that under field changes of 1 and 2 T,the maximum values of-ΔSMwere 12. 9 and 20. 7 J·kg^-1·K^-1,meanwhile,large values of refrigerant capacity(RC)(69,149 and 364J·kg^-1) were observed,respectively. It was expected to have effective applications in low temperature magnetic refrigeration.

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期刊信息
  • 《稀有金属》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:北京有色金属研究总院
  • 主编:屠海令
  • 地址:北京新街口外大街2号
  • 邮编:100088
  • 邮箱:xxsf@grinm.com
  • 电话:010-82241917 62014832
  • 国际标准刊号:ISSN:0258-7076
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2111/TF
  • 邮发代号:82-167
  • 获奖情况:
  • 中文核心期刊,冶金工业类核心期刊,中国科技论文统计源期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
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