Измерение намагниченности материалов в сильных магнитных полях при адиабатических условиях

Разработана установка для измерений намагниченности образцов материалов в сильных магнитных полях в адиабатическом режиме. Отработан метод in-situ одновременного измерения зависимости намагниченности образца от магнитного поля в квазиадиабатических условиях и магнитокалорического эффекта (МКЭ). На примере образца Gd показано, что за счет МКЭ, при увеличении магнитного поля до 14 Тл температура образца Т увеличивается от 24 0С до 38 0С (ΔТ=14 0С), а при уменьшении магнитного поля до 0 Тл Т уменьшается от 38 0С до 18 0С (ΔТ=20 0С). Показано, что результирующее за цикл изменение температуры ΔТ=-6 0С есть следствие процесса магнитного охлаждения. При этом зависимость намагниченности образца от магнитного поля имеет гистерезисный характер. Установлено, что подсчет интеграла HdM по замкнутому контуру дает возможность определить работу магнитного поля в цикле и рассчитать коэффициент эффективности процесса (КЭП) магнитного охлаждения: он составил при максимальном магнитном поле 14 Тл КЭП = 9. При снижении магнитного поля КЭП резко увеличивается, и для Н = 2 Тл КЭП = 92. Рассмотрены причины, по которым КЭП существенно ниже фундаментальных ограничений, накладываемых теоремой Карно.