Ảnh Hưởng Của Co Và Al Đến Hiệu Ứng Từ Nhiệt Của Hợp Kim Heusler Ni-Mn

• Tác giả: Vũ Mạnh Quang
• Người hướng dẫn: GS. Nguyễn Huy Dân
• Trường học: Học viện Khoa học và Công nghệ
• Chuyên ngành: Vật liệu điện tử
• Đề tài: Ảnh Hưởng Của Co Và Al Đến Hiệu Ứng Từ Nhiệt Của Hợp Kim Heusler Ni-Mn
• Loại tài liệu: luận án tiến sĩ
• Năm xuất bản: 2022
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• LỜI CẢM ƠN
• LỜI CAM ĐOAN
• 1. CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU
• 1.1. TỔNG QUAN VỀ VẬT LIỆU TỪ NHIỆT VÀ CÔNG NGHỆ LÀM LẠNH BẰNG TỪ TRƯỜNG
• 1.1.1. Tổng quan về hiệu ứng từ nhiệt
• 1.1.2. Cơ sở nhiệt động học của hiệu ứng từ nhiệt
• 1.1.3. Phương pháp đánh giá hiệu ứng từ nhiệt của vật liệu
• 1.1.4. Mối quan hệ giữa chuyển pha và trật tự từ với hiệu ứng từ nhiệt
• 1.1.5. Tổng quan về vật liệu từ nhiệt. Một số vật liệu từ nhiệt tiêu biểu
• 1.1.6. Cấu trúc và tính chất từ của hệ hợp kim Heusler nền Ni-Mn
• 1.1.7. Hiệu ứng từ nhiệt của hệ hợp kim Heusler nền Ni-Mn
• 1.1.8. Hệ hợp kim từ nhiệt Heusler (Ni,Co)-Mn-Al
• 1.1.9. Công nghệ làm lạnh bằng từ trường
• 1.1.10. Ứng dụng trong kĩ thuật tạo nhiệt độ thấp
• 1.1.11. Ứng dụng trong kĩ thuật làm lạnh tại nhiệt độ phòng. Một số kết quả nghiên cứu vật liệu từ nhiệt Heusler nền Ni-Mn ở Việt Nam
• 1.2. Kết luận chương 1
• 2. CHƯƠNG 2: KỸ THUẬT THỰC NGHIỆM
• 2.1. Chế tạo mẫu. Chế tạo hợp kim
• 2.2. Chế tạo mẫu băng
• 2.3. Các phương pháp nghiên cứu cấu trúc, tính chất từ và hiệu ứng từ nhiệt
• 2.3.1. Phân tích cấu trúc bằng nhiễu xạ tia X
• 2.3.2. Nghiên cứu tính chất từ và hiệu ứng từ nhiệt bằng phép đo từ trễ và từ nhiệt
• 2.4. Kết luận chương 2
• 3. CHƯƠNG 3: ẢNH HƯỞNG CỦA Co VÀ Al LÊN HIỆU ỨNG TỪ NHIỆT CỦA HỢP KIM NỀN Ni-Mn
• 3.1. Hiệu ứng từ nhiệt trên hệ băng hợp kim Ni50-xCoxMn37Sn13
• 3.2. Cấu trúc của hệ băng hợp kim Ni50-xCoxMn37Sn13. Tính chất từ của hệ băng hợp kim Ni50-xCoxMn37Sn13
• 3.3. Hiệu ứng từ nhiệt trên hệ băng hợp kim Ni50Mn37-xAlxSn13
• 3.4. Cấu trúc của hệ băng hợp kim Ni50Mn37-xAlxSn13
• 3.5. Tính chất từ của hệ băng hợp kim Ni50Mn37-xAlxSn13
• 3.6. Hiệu ứng từ nhiệt trên băng hợp kim Ni50-xCoxMn50-yAly
• 3.7. Hiệu ứng từ nhiệt trên băng hợp kim Ni50-xCoxMn50-yAly (x = 5 và 10; y = 17, 18 và 19)
• 3.8. Hiệu ứng từ nhiệt trên băng hợp kim Ni50-xCoxMn50-yAly (x = 5, 6, 7, 8, 9, 10; y = 18 và 19)
• 3.9. Kết luận chương 3
• 4. CHƯƠNG 4: THỬ NGHIỆM ĐO TRỰC TIẾP HIỆU ỨNG TỪ NHIỆT VÀ CHẾ TẠO THIẾT BỊ LÀM LẠNH BẰNG TỪ TRƯỜNG
• 4.1. Đo trực tiếp hiệu ứng từ nhiệt
• 4.2. Chế tạo thiết bị làm lạnh bằng từ trường. Thiết kế, chế tạo bộ phận tạo từ trường
• 4.3. Thiết kế chế tạo buồng chứa vật liệu từ nhiệt
• 4.4. Thiết kế, chế tạo hệ thống truyền tải nhiệt
• 4.5. Bộ hiển thị nhiệt độ
• 4.6. Thiết kế chế tạo hệ thống chuyển tải cơ năng
• 4.7. Lắp đặt hệ thống và vận hành
• 4.8. Thử nghiệm, đánh giá hiệu suất làm lạnh của vật liệu từ nhiệt chế tạo được
• 4.9. Kết luận chương 4
• KẾT LUẬN CHUNG
• DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng Quan Về Ảnh Hưởng Của Co Và Al Đến Hiệu Ứng Từ Nhiệt

Hợp kim Heusler Ni-Mn là một trong những vật liệu có tiềm năng lớn trong lĩnh vực hiệu ứng từ nhiệt. Nghiên cứu về ảnh hưởng của các thành phần như Co và Al đến hiệu ứng này là rất quan trọng. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng sự thay đổi tỷ lệ của Co và Al trong hợp kim có thể làm thay đổi đáng kể các tính chất từ và hiệu ứng từ nhiệt của vật liệu. Điều này mở ra hướng đi mới cho việc phát triển các vật liệu từ nhiệt hiệu quả hơn.

1.1. Hợp Kim Heusler Ni Mn Và Tính Chất Của Nó

Hợp kim Heusler Ni-Mn có cấu trúc tinh thể đặc biệt, cho phép nó có những tính chất từ độc đáo. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng hợp kim này có thể chuyển pha từ martensite sang austenite, tạo ra hiệu ứng từ nhiệt lớn. Sự hiện diện của Co và Al trong hợp kim này có thể làm thay đổi cấu trúc và tính chất từ của nó.

1.2. Hiệu Ứng Từ Nhiệt Là Gì

Hiệu ứng từ nhiệt là hiện tượng thay đổi nhiệt độ của vật liệu khi nó được từ hóa hoặc khử từ. Hiệu ứng này có thể được đánh giá thông qua các đại lượng như biến thiên entropy từ và khả năng làm lạnh từ. Nghiên cứu về hiệu ứng này trong hợp kim Heusler Ni-Mn là rất quan trọng để phát triển công nghệ làm lạnh mới.

II. Vấn Đề Và Thách Thức Trong Nghiên Cứu Hiệu Ứng Từ Nhiệt

Mặc dù hợp kim Heusler Ni-Mn có nhiều ưu điểm, nhưng vẫn tồn tại nhiều thách thức trong việc nghiên cứu và ứng dụng hiệu ứng từ nhiệt. Một trong những vấn đề chính là sự biến đổi tính chất từ khi thay đổi tỷ lệ Co và Al. Điều này có thể dẫn đến sự không ổn định trong hiệu suất làm lạnh của vật liệu.

2.1. Sự Biến Đổi Tính Chất Từ Khi Thay Đổi Thành Phần

Sự thay đổi tỷ lệ của Co và Al trong hợp kim Heusler Ni-Mn có thể dẫn đến sự biến đổi đáng kể trong tính chất từ. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng, khi tăng tỷ lệ Co, nhiệt độ Curie có thể thay đổi, ảnh hưởng đến hiệu ứng từ nhiệt của vật liệu.

2.2. Khó Khăn Trong Việc Chế Tạo Hợp Kim

Việc chế tạo hợp kim Heusler Ni-Mn với tỷ lệ Co và Al chính xác là một thách thức lớn. Các phương pháp chế tạo hiện tại có thể không đảm bảo được tính đồng nhất của hợp kim, dẫn đến sự biến đổi trong hiệu ứng từ nhiệt.

III. Phương Pháp Nghiên Cứu Hiệu Ứng Từ Nhiệt Của Hợp Kim Heusler

Để nghiên cứu hiệu ứng từ nhiệt của hợp kim Heusler Ni-Mn, nhiều phương pháp khác nhau đã được áp dụng. Các phương pháp này bao gồm đo từ độ, phân tích nhiệt và nhiễu xạ tia X. Những phương pháp này giúp xác định cấu trúc và tính chất từ của hợp kim.

3.1. Phương Pháp Đo Từ Độ

Phương pháp đo từ độ là một trong những cách hiệu quả nhất để đánh giá tính chất từ của hợp kim Heusler. Qua đó, có thể xác định được nhiệt độ Curie và các thông số khác liên quan đến hiệu ứng từ nhiệt.

3.2. Phân Tích Nhiễu Xạ Tia X

Nhiễu xạ tia X là phương pháp quan trọng để xác định cấu trúc tinh thể của hợp kim. Phương pháp này giúp hiểu rõ hơn về sự ảnh hưởng của Co và Al đến cấu trúc và tính chất từ của hợp kim Heusler Ni-Mn.

IV. Ứng Dụng Thực Tiễn Của Hợp Kim Heusler Ni Mn

Hợp kim Heusler Ni-Mn có nhiều ứng dụng tiềm năng trong công nghệ làm lạnh và các thiết bị điện tử. Hiệu ứng từ nhiệt của hợp kim này có thể được ứng dụng trong các thiết bị làm lạnh hiệu suất cao, giúp tiết kiệm năng lượng và bảo vệ môi trường.

4.1. Ứng Dụng Trong Công Nghệ Làm Lạnh

Công nghệ làm lạnh bằng từ trường dựa trên hiệu ứng từ nhiệt của hợp kim Heusler Ni-Mn đang được nghiên cứu và phát triển. Các thiết bị làm lạnh này có thể đạt hiệu suất cao hơn so với các phương pháp truyền thống.

4.2. Ứng Dụng Trong Thiết Bị Điện Tử

Hợp kim Heusler Ni-Mn cũng có thể được ứng dụng trong các thiết bị điện tử, nhờ vào tính chất từ độc đáo của nó. Việc sử dụng hợp kim này có thể giúp cải thiện hiệu suất và độ bền của các thiết bị điện tử.

V. Kết Luận Về Ảnh Hưởng Của Co Và Al Đến Hiệu Ứng Từ Nhiệt

Nghiên cứu về ảnh hưởng của Co và Al đến hiệu ứng từ nhiệt của hợp kim Heusler Ni-Mn cho thấy tiềm năng lớn trong việc phát triển các vật liệu mới. Những hiểu biết này không chỉ giúp cải thiện hiệu suất của hợp kim mà còn mở ra hướng đi mới cho công nghệ làm lạnh và ứng dụng trong điện tử.

5.1. Tương Lai Của Nghiên Cứu Hợp Kim Heusler

Nghiên cứu về hợp kim Heusler Ni-Mn sẽ tiếp tục được mở rộng, với mục tiêu tìm ra các thành phần tối ưu nhất để cải thiện hiệu ứng từ nhiệt. Điều này có thể dẫn đến những phát triển mới trong công nghệ làm lạnh và vật liệu từ.

5.2. Tiềm Năng Ứng Dụng Trong Thực Tiễn

Với những ưu điểm vượt trội, hợp kim Heusler Ni-Mn có tiềm năng ứng dụng lớn trong nhiều lĩnh vực, từ công nghệ làm lạnh đến thiết bị điện tử. Việc nghiên cứu và phát triển các hợp kim này sẽ mang lại nhiều lợi ích cho ngành công nghiệp.