ЧЕЛЯБИНСКИЙ ФИЗИКО-МАТЕМАТИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ

The paper presents a phenomenological generalized model of a first-order metamagnetic phase transition for the La(Fe, Si)13 compounds in the approximation of localized moments under the simultaneous action of temperature, field and pressure. To achieve the maximum cooling power of magnetic solid-state cooling devices, the Curie temperature of the working bodies should be fine-tuned by two external generalized forces: a magnetic field and pressure. The thermodynamic phenomenological models presented in the literature are mostly focused on the description of the behavior of magnetocaloric materials in the vicinity of phase transition in the absence of external pressure. In turn, the latter provide a significant reduction in the field hysteresis effect by shifting the Curie temperature and expand the working temperature range of the refrigerant. To estimate the required pressure value, a new generalized model was developed that excludes the linear dependence of the phase transition temperature on the volume change and modernizes the form of the magnetic and phonon entropy, taking into account anharmonism. In addition, the equations of state describing the behavior of working bodies underwent a multistimuli cooling cycle were obtained. The model allows estimating the upper limit of the temperature and field hysteresis and predicting the required external pressure to reduce the field hysteresis.

In this work, the contribution of the free electron gas subsystem to the total entropy change during the phase transition in La(Fe, Co)13-xSix compounds has been evaluated. This estimation has been carried out using experimental data on the measurement of transport properties, in particular the Seebeck and Hall effects. In this work we have also analysed possible errors in the calculation of the carrier concentration in ferromagnets based on the results of measurements of the normal Hall coefficient. It was found that in the compounds studied it is necessary to take into account the contributions of magnetoresistance and paraprocess when calculating R0.

Проведены экспериментальные исследования структурных, магнитных и магнитокалорических свойств поликристаллических сплавов Tb5Si4, Dy5Si4, Ho5Si4 во внешних магнитных полях до 3 Тл, а также рассчитаны изменения магнитной части энтропии в более высоких полях 20 Тл, генерируемых сверхпроводящими магнитными системами. Магнитные измерения показали, что эти соединения обладают малой коэрцитивной силой и выходят на насыщение в малых полях. Установлено, что магнитокалорический эффект в исследованных соединениях наблюдается в широком температурном диапазоне, а для интерметаллидов Tb5Si4, Dy5Si4, Ho5Si4 имеет несколько областей существования, сопоставимых по величине эффекта. Наличие нескольких интервалов существования МКЭ обусловливается серией магнитных фазовых переходов в этих ферримагнитных соединениях.

Проведены экспериментальные исследования магнитных и магнитокалорических свойств поликристаллических сплавов Gd3Al2, Tb3Al2, Dy3Al2, Ho3Al2 во внешних магнитных полях до 3 Тл, а также рассчитано изменение магнитной части энтропии в высоких магнитных полях, генерируемых сверхпроводящими магнитными системами. Магнитные измерения показали, что эти соединения обладают малой коэрцитивной силой и выходят на насыщение в малых полях. Установлено, что магнитокалорический эффект в исследованных соединениях наблюдается в широком температурном диапазоне, а для интерметаллидов Gd3Al2, Tb3Al2, Dy3Al2, Ho3Al2 имеет несколько областей существования, сопоставимых по величине эффекта. Наличие нескольких интервалов существования МКЭ обусловливается серией магнитных фазовых переходов в этих ферримагнитных соединениях.