Влияние магнитострикционной фазы на мультикалорический эффект в магнитострикционно-сегнетоэлектрическом композите
https://doi.org/10.34680/2076-8052.2023.5(134).807-814
Аннотация
Изучена зависимость мультикалорического эффекта в двухслойной структуре на основе титаната бария и феррита кобальта от объемной доли сегнетоэлектрика при использовании термодинамического подхода Ландау-Гинзбурга. Показано, что электрокалорический эффект можно регулировать с помощью объемной доли сегнетоэлектрика. Приложение магнитного поля является эффективным подходом для повышения мультикалорического эффекта в магнитострикционно-сегнетоэлектрической структуре. Выбор магнитной компоненты оптимального состава, позволяющей создать в сегнетоэлектрическом слое необходимое механическое напряжение и обладающей магнитокалорическим эффектом в соответствующем диапазоне температур, позволит повысить мультикалорический эффект в двухслойной структуре.
Ключевые слова
математическое моделирование,
электрокалорический эффект,
магнитокалорический эффект,
эластокалорический эффект,
мультиферроик
При поддержке: Исследование выполнено за счет гранта Российского научного фонда № 22- 21-20119, https://rscf.ru/project/ 22-21-20119/.
Об авторах
В. М. Петров
Новгородский государственный университет имени Ярослава Мудрого
Россия
Россия
Петров Владимир Михайлович – доктор технических наук, профессор, профессор, главный научный сотрудник
Великий Новгород
А. Ф. Саплев
Новгородский государственный университет имени Ярослава Мудрого
Россия
Россия
Саплев Алексей Фёдорович – преподаватель
Великий Новгород
В. В. Гаврушко
Новгородский государственный университет имени Ярослава Мудрого
Россия
Россия
Гаврушко Валерий Владимирович – доктор технических наук, профессор
Великий Новгород
Список литературы
1. De Oliveira N. A., von Ranke P. J. Theoretical aspects of the magnetocaloric effect // Physics Reports. 2010. 489(4/5). 89-159. DOI: 10.1016/j.physrep.2009.12.006
2. Planes A., Castán T., Saxena A. Thermodynamics of multicaloric effects in multiferroic materials: application to metamagnetic shape-memory alloys and ferrotoroidics // Philosophical Transactions of The Royal Society A Mathematical Physical and Engineering Sciences. 2016. 374(2074). 20150304. DOI: 10.1098/rsta.2015.0304
3. Hou H., Qian S., Takeuchi I. Materials, physics and systems for multicaloric cooling // Nature Reviews Materials. 2022. 7. 633-652. DOI: 10.1038/s41578-022-00428-x
4. Hao J.-Z., Hu F.-X., Yu Z.-B., Shen F.-R., Zhou H.-B., Gao Y.-H., Qiao K.-M., Li J., Zhang C., Liang W.-H., Wang J., He J., Sun J.-R., Shen B.-G. Multicaloric and coupled-caloric effects // Chinese Physics B. 2020. 29(4). 047504. DOI: 10.1088/1674-1056/ab7da7
5. Vopson M. M. The multicaloric effect in multiferroic materials // Solid State Communications. 2012. 152(23). 2067-2070. DOI: 10.1016/j.ssc.2012.08.016
6. Electrocaloric Materials. Springer, Berlin, 2014. 253 p.
7. Старков А. С., Старков И. А. Мультикалорический эффект в твердом теле: новые аспекты // Журнал экспериментальной и теоретической физики. 2014. 146(2). 297-303. DOI: 10.7868/S0044451014080082
8. Cui J., Wu Y., Muehlbauer J., Hwang Y., Radermacher R., Fackler S., Wuttig M., Takeuchi I. Demonstration of high efficiency elastocaloric cooling with large ΔT using NiTi wires // Applied Physics Letters. 2012. 101(7). 073904. DOI: 10.1063/1.4746257
9. Bechtold C., Chluba C., Lima de Miranda R., Quandt E. High cyclic stability of the elastocaloric effect in sputtered TiNiCu shape memory films // Applied Physics Letters. 2012. 101(9). 091903. DOI: 10.1063/1.4748307
10. Ma˜nosa L., Jarque-Farnos S., Vives E., Planes A. Large temperature span and giant refrigerant capacity in elastocaloric Cu-Zn-Al shape memory alloys // Applied Physics Letters. 2013. 103(21). 211904. DOI: 10.1063/1.4832339
11. Lisenkov S., Mani B. K., Chang C.-M., Almand J., Ponomarev I. Multicaloric effect in ferroelectric PbTiO3 from first principles // Physical review. B, Condensed matter. 2013. B 87(22). 224101. DOI: 10.1103/PhysRevB.87.224101
12. Es`kov A. V., Anokhin A. S., Pakhomov O. V., Semenov A. Multiferroic properties of barium strontium titanate ceramics doped with gadolinium and iron // Ferroelectrics. 2021. 574(1). 109-114. DOI: 10.1080/00150193.2021.1888054
13. Sokolovskiy R. R., Fayzullin V. D., Buchelnikov S. V., Taskaev S., Drobosyuk M., Khovaylo V. Theoretical treatment and direct measurements of magnetocaloric effect in Ni2.19-xFexMn0.81Ga Heusler alloys // Journal of Magnetism and Magnetic Materials. 2013. 343. 6-12. DOI: 10.1016/j.jmmm.2013.04.069
14. Bichurin M., Petrov V., Zakharov A., Kovalenko D., Yang S. C., Maurya D., Bedekar V., Priya S. Magnetoelectric Interactions in Lead-Based and Lead-Free Composites // Materials. 2011. 4(4). 651-702. DOI: 10.3390/ma4040651
15. Xiao F., Fukuda T., Kakeshita T. Significant elastocaloric effect in a Fe-31.2Pd (at. %) single crystal // Applied Physics Letters. 2013. 102(16). 161914. DOI: 10.1063/1.4803168
16. Liu Y., Infante I. C., Lou X. J., Bellaiche L., Scott J. F., Dkhil B. Giant roomtemperature elastocaloric effect in ferroelectric ultrathin films // Advanced Materials. 2014. 26(35). 6132-6137. DOI: 10.1002/adma.201401935
Рецензия
Для цитирования:
Петров В.М., Саплев А.Ф., Гаврушко В.В. Влияние магнитострикционной фазы на мультикалорический эффект в магнитострикционно-сегнетоэлектрическом композите. Вестник Новгородского государственного университета. 2023;(5(134)):807-814. https://doi.org/10.34680/2076-8052.2023.5(134).807-814
For citation:
Petrov V.M., Saplev A.F., Gavrushko V.V. Magnetostrictive phase influence on multicaloric effect in magnetostrictive-ferroelectric composite. Title in english. 2023;(5(134)):807-814. (In Russ.) https://doi.org/10.34680/2076-8052.2023.5(134).807-814
Просмотров:
25
Послать статью по эл. почте 