Магнитокалорический эффект в многокомпонентных сплавах Гейслера тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.07, кандидат наук Файзуллин Рафаэль Ринатович

• Файзуллин Рафаэль Ринатович
• кандидат наук
• 2016

Оглавление диссертации кандидат наук Файзуллин Рафаэль Ринатович

Введение

Глава 1. Магнитокалорический эффект в сплавах гейслера

1.1. Сплавы Гейслера. Фазовые превращения и магнитокалорический эффект в сплавах Ni-Mn-Ga

1.2. Фазовые превращения и магнитокалорический эффект в сплавах М-Мп-Ga с добавлением 3ё - элементов

1.3. Фазовые превращения и магнитокалорический эффект в сплавах Гейслера М-(Х)-Мд-1п (где X = Со, Бе)

1.4. Выводы по главе

Глава 2. Методы исследования и экспериментальные установки

2.1 Магнитометр УКДБ-2

2.2. Установка для измерения магнитокалорического эффекта

2.2.1. Устройство заводской версии установки для измерения МКЭ. Принцип работы

2.2.2. Модернизация измерительной ячейки

2.2.3. Управляющая программа MCE_ChelSU.exe

2.2.4. Методика измерения магнитокалорического эффекта

2.3. Спектрометр рентгенофлуоресцентный

2.4. Дифференциальный сканирующий калориметр

2.5. Рентгеновский дифрактометр

2.6. Исследуемые образцы

2.7. Выводы по главе

Глава 3. Магнитокалорический эффект в сплавах Ni-Mn-Ga допированных атомами Fe, V и !и

3.1. Магнитокалорический эффект в сплавах Ni-Fe-Mn-Ga

3.2. Магнитокалорический эффект в сплавах Ni-Co-Mn-Ga

3.3. Магнитокалорический эффект в сплавах Ni-Mn-V-Ga-(In)

3.4. Выводы по главе

Глава 4. Магнитокалорический эффект в сплавах №-Мп-1п допированных атомами Со

4.1. Магнитные свойства и фазовые переходы в сплавах Ni-Mn-In-(Co)

4.2. Магнитокалорический эффект в сплавах Ni-(Co)-Mn-In

4.3. Выводы по главе

Заключение

Список публикаций автора

Копия свидетельства о государственной регистрации программы для ЭВМ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Магнитокалорический эффект в многокомпонентных сплавах Гейслера»

Введение

Количество опубликованных работ, посвященных различным явлениям вблизи фазовых переходов в магнитоупорядоченных средах, растет с каждым годом. В частности наблюдается огромный интерес к магнитокалорическому эффекту (МКЭ) в сплавах Гейслера (рисунок 1а, б).

а)

X

л

X X

га m ,-

9 Q

л—1-1-'—г

1800

1500

1200

ю го о.

с; VD

>4 X

О I

°

I-

о X

CD ■J

s с

о

900

600

300

Ключевые слова: *

• magnetocaloric a magnettocaloric & Heusler alloys

/

; >

б)

о

19201930 1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000 2010 2020

ГОД

ЫСплавы Гейслера нНа основе Gd uHa основе La ИДругие

Рисунок 1 - а) Количество ежегодных научных статей (индексируемых scholar.google.com) содержащих слова: «magnetocaloric»; «magnetocaloric & Heusler alloys» в названии, аннотации, или среди ключевых слов. б) Количество научных публикаций (проиндексированных scholar.google.com за 2014 год) по темам: «магнитокалорический эффект в материалах на основе Gd», «магнитокалорический эффект в сплавах Гейслера», «магнитокалорический

эффект в материалах на основе La»

Актуальность исследований МКЭ в различных магнитных материалах, связана, в первую очередь, с их практическим применением в технических приложениях в различных отраслях науки, техники [29, 71].

МКЭ может быть использован в локальной гипертермии при лечении различных злокачественных и доброкачественных новообразований. На основе материалов с большим значением МКЭ в диапазоне температур близких к температуре человеческого тела возможно создание биосовместимых магнитных

частиц. Доставка таких частиц в опухоль возможна в физиологическом растворе, суспензии или взвеси [33]. При взаимодействии препарата с внешним магнитным полем температура клеток опухоли может существенно повышаться, приводя ее ткани к некрозу, не повреждая критических органов [75]. В отличие от известных методов СВЧ-гипертермии, радио- и химиотерапии, использование методов лечения на основе магнитокалорического эффекта может позволить локализовать поражение здоровых тканей, исключить поверхностные ожоги и лучевые реакции.

На основе сплавов с гигантскими значениями МКЭ, возможно создание охлаждающих устройств: рефрижераторов и кондиционеров, коэффициент полезного действия которых, значительно превосходит классические компрессорные устройства [92], а благодаря совершенно новому принципу работы, который исключает использование «парниковых газов», магнитные охлаждающие устройства экологически безопасны.

В настоящее время для создания высокоэффективного рефрижератора, работающего на технологии магнитного охлаждения, требуется разработка материалов с большой величиной МКЭ в области комнатных температур, с малым магнитным гистерезисом, большой намагниченностью и необходимыми механическими свойствами. Кроме того, немаловажной задачей является разработка относительно дешевых материалов, как с точки зрения технологии получения, так и с точки зрения самого химического состава.

Магнитокалорическим эффектом принято называть адиабатическое изменение температуры или изотермическое изменение энтропии магнетика при изменении внешнего магнитного поля, в котором он находится [88]. В результате действия внешнего магнитного поля на атомные магнитные моменты магнетика происходит изменение энтропии магнитной подсистемы, что, в адиабатическом случае (при постоянной суммарной энтропии), влечет изменение энтропии структурной подсистемы. Таким образом, происходит перераспределение внутренней энергии между магнитной и структурной подсистемами магнетика и, как следствие, его нагрев или охлаждение.

В случае ферромагнетика и парамагнетика увеличение внешнего магнитного поля увеличивает число параллельных магнитных моментов, уменьшая магнитную часть энтропии, это в свою очередь приводит к увеличению энтропии кристаллической решетки и материал нагревается (прямой МКЭ). В антиферромагнетике магнитную часть энтропии можно разбить на магнитные энтропии подрешеток кристалла. Воздействие внешнего магнитного поля на магнетик вдоль магнитных моментов одной из подрешеток, приводит к тому, что магнитные моменты обоих подрешеток становятся сонаправленными. Таким образом, магнитная энтропия одной из подрешеток увеличится, а другой - не изменяется. В адиабатных условиях это приводит к уменьшению энтропии кристаллической решетки, то есть к охлаждению магнетика (обратный МКЭ).

В окрестности фазовых переходов величина МКЭ может достигать гигантских значений [29]. Адиабатическое изменение температуры и изотермическое изменение магнитной части энтропии представляют собой функции температуры, давления и изменения магнитного поля [14, 82]. В таком случае полный дифференциал магнитной части энтропии может быть представлен в следующем виде

В изобарно-изотермическом процессе dP = 0 и dT = 0. Следовательно, полная производная магнитной части энтропии примет вид

Или используя соотношения Максвелла можно записать изменение энтропии как

¿5,

■тад

_ Г дм

~ \ЭГ

) <Ш.

(3)

В изобарно-адиабатическом процессе, при dP = 0 и dSmag = 0. из уравнения (1) следует

Выражая частную производную магнитной энтропии по температуре, через отношение теплоемкости к температуре [96], получаем

йТ.

аЛ

= (5)

В области фазовых переходов имеет место резкое изменение температурной зависимости намагниченности. В зависимости от природы фазового перехода производная намагниченности по температуре может принимать положительное или отрицательное значение.

В окрестности фазового перехода ферромагнетик - парамагнетик

1 гт : ::: В таком случае из уравнений (3) и (5) следует: Д5т^ < 0, ЛТ^ > 0

(прямой магнитокалорический эффект). Вблизи фазового перехода антиферромагнетик - ферромагнетик, напротив, частная производная намагниченности по температуре будет иметь положительное значение, и в данном случае будет наблюдаться обратный магнитокалорический эффект: ASmag > 0, Ыс < 0.

К материалам с прямым МКЭ можно отнести следующие сплавы: Оё5(Б11-хОех)4, Мп^-Ж), МпЕе(Р1-хЛВх), Ь^е^-А), Къ+Мп^Оа и др. [28]. Обратный МКЭ наблюдается в сплавах: R1_xMЛMnOз (Я - редкоземельные металлы, М = Са, Бг, Ва), Fe0.49Rh0.51, М2Мп1+хХ1_х (X = 1п, Бп, БЬ) и др. [28].

Первые наблюдения магнитокалорического эффекта принято относить немецкому физику Эмилю Варбургу. Еще в 1881 г. он один из первых обнаружил изменение температуры железного образца под действием магнитного поля и сделал вывод о том, что при воздействии магнитного поля происходит изменение внутренней энергии вещества, что приводит к нагреву или охлаждению материала [88].

Позднее в 1905 году французский физик П. Ланжевен (P.Langevin) показал, что изменение намагниченности парамагнетика приводит к обратимому изменению температуры образца [52].

В 1926 П. Дебаем [16] и в 1927 г У. Джиоком [26] независимо было предложено магнитное охлаждение. В 1933 году У. Джиок и Д. МакДугалл (D.MacDougall) впервые продемонстрировали эксперимент по магнитному охлаждению для достижения температур ниже точки кипения жидкого гелия [27]. Несколько позже такой же эксперимент проделали У. де Гааз (W. deHaas, 1933 г.) [30] и Н. Курти (N.Kurti, 1935 г.) [50]. В ходе экспериментов им удалось достичь температуры 0.25 К, а в качестве теплоотводящего вещества использовался жидкий гелий при температуре 1.5 К. Таблетка с магнитной солью находилась в состоянии теплового равновесия с теплоотводящим веществом, пока в соленоиде существовало сильное магнитное поле. Когда же поле в соленоиде уменьшалось, магнитная таблетка термически изолировалась и её температура понижалась. Такая техника, называемая охлаждением адиабатическим размагничиванием, является стандартной лабораторной техникой, применяемой для получения сверхнизких температур. Однако мощность таких установок и рабочий температурный интервал являются малыми для промышленных применений.

В 1999 г. компания «American Astronautic Corporation» продемонстрировала рабочий экземпляр магнитного холодильного устройства, предназначенного для работы при комнатной температуре, развивающего мощность 120 - 600 Вт при использовании магнитных полей до 5 Тл, и создающего разность температур 10 -30 К [29]. В качестве рабочего тела в представленной установке использовался гадолиний. Тот факт, что гадолиний является достаточно дорогим, делает

производство подобных установок нерентабельным. В связи с этим, интенсивные исследования, проводимые в США, Канаде, Европе, России, Китае, Японии и других странах, выявили ряд сплавов и соединений, перспективных для применения в качестве рабочего тела в технике магнитного охлаждения вблизи комнатных температур. Это редкоземельные соединения КМ2 (где Я -редкоземельные металлы, М = А1, Со, М) и Gd5(Si1_xGex)4, интерметаллиды Мп(Ав1-х8Ьх), МпЕе(Р1-хАвх) и La(Fe1з_xSix), а также редкоземельные манганиты Я1_ хМхМп03 (М = Са, Sr, Ва) и др. Необходимо отметить, что многие приведенные выше материалы обладают одной общей чертой, а именно, магнитным фазовым переходом 1-го рода (ферромагнетик _ парамагнетик или антиферромагнетик _ ферромагнетик). Эта общность указывает, по-видимому, на то, что наблюдаемый в этих материалах гигантский МКЭ обусловлен не только изменением энтропии магнитной подсистемы, но и вкладом от структурной подсистемы.

Одними из перспективных магнитных материалов, для использования в магнитных охлаждающих устройствах, являются сплавы Гейслера М-Мп-Х, где X = Ga, 1п, Sb, Sn. В 2014 году около четверти всех опубликованных работ, в рамках исследования магнитокалорического эффекта, направлены на изучение явления именно в данных сплавах (рисунок 1б).

На сегодняшний день особое внимание уделяется многокомпонентным сплавам Гейслера. Допирование четвертым или даже пятым компонентом может существенно улучшить качество данных сплавов _ увеличить максимальное значение МКЭ [56], изменять температуру фазового превращения и тем самым сдвигать пик МКЭ, а также может улучшать пластические свойства сплавов [80, 86].

В связи с возможным широким применением магнитокалорических материалов возникает вопрос измерения величины МКЭ в этих материалах. Существует несколько способов оценки величины МКЭ в магнитных материалах. Самыми распространенными методами являются два из них. Первый основан на косвенной оценке величины изменения энтропии или температуры при изменении напряженности магнитного поля от Н1 до Н2 из соотношений (2) и (5) путем их

интегрирования. Во втором методе непосредственно происходит измерение изменения температуры при изменении магнитного поля.

Как видно из (2) и (5), в первом методе необходимо предварительно провести измерения полевых (температурных) зависимостей намагниченности при различных температурах (магнитных полях), а также при вычислении изменения температуры (5) необходимо провести измерения теплоемкости. Такие зависимости не всегда представляется возможным провести в одной лаборатории вследствие отсутствия необходимого оборудования. Кроме того, известно, что в области фазовых переходов первого рода косвенные измерения могут привести к завышенным оценкам величины МКЭ в силу их необратимости.

Второй метод основан на прямом измерении изменения температуры при изменении магнитного поля. Здесь не требуется проводить дополнительные измерения полевых или температурных зависимостей намагниченности и теплоемкости. Достаточно определить значения температур фазовых переходов. Это можно сделать с помощью простой установки, основанной на эффекте Холла [1].

Российской фирмой АМТ&С была разработана установка для прямых измерений величины МКЭ [2]. Однако её стандартное программное обеспечение и конструкция не позволяют в полной мере использовать возможности данной установки.

В связи со сказанным выше можно сформулировать цель и задачи данной диссертационной работы.

Цель и задачи диссертационной работы

Целью диссертационной работы является экспериментальное исследование магнитокалорического эффекта в многокомпонентных сплавах Гейслера прямым методом.

В связи с поставленной целью решались следующие задачи.

1. Модернизация магнитометра VKAF-2 для измерения температурных кривых намагниченности.

2. Модернизация установки для измерения магнитокалорического эффекта прямым методом.

3. Химический и структурный анализ сплавов Гейслера.

4. Измерение температурных зависимостей низкополевой намагниченности в сплавах Гейслера и определение из них температур структурных и магнитных фазовых переходов.

5. Измерение температурных зависимостей сигнала дифференциальной сканирующей калориметрии в сплавах Гейслера и определение из них температур структурных и магнитных фазовых переходов.

6. Измерение температурных и полевых зависимостей МКЭ в сплавах Гейслера прямым методом.

Научная новизна

1. Впервые измерены температурные зависимости низкополевой намагниченности и определены температуры фазовых переходов для сплавов №2+х-уЕеуМп1-;Да (х = 0.27, у = 0.03, 0.06, 0.09, 0.12).

2. Впервые измерены температурные зависимости дифференциального сканирующего калориметрического сигнала и определены температуры фазовых переходов для сплавов М181Мп1641по.55, М^Мп^оТпо.^, М^Мп^^По.^Соо^.

3. Впервые получены температурные зависимости МКЭ (адиабатического изменения температуры АТа^ при изменении внешнего магнитного поля) прямым методом для сплавов Гейслера: №2+х-уРеуМп1-ЛДа (х = 0.19, у = 0.02, 0.03, 0.04), №2.16-хСохМпа8^а (х = 0.03, 0.06, 0.09), М2.1бМщ52У0^а, М2.18Мщ62У0^а, М2+хМп1-х-2У^ау1п1-у (х= 0.14, 0.16, 0.18, у = 0.64, 0.72, 0.8, 2 = 0 и х = 0.14, 0.16, у = 0.8, 0.84, 2 = 0.16, 0.12, соответственно).

4. С учетом температурного гистерезиса впервые измерены температурные и полевые зависимости АТа^ вблизи фазовых переходов первого рода для сплавов №1.81^1.64^.55, М^Мп^Тп^, №1.72^1.51^.49^0.28.

5. Разработано новое программное обеспечение для установки по измерению магнитокалорического эффекта, позволяющее проводить измерения с учетом необратимости фазовых переходов первого рода.

6. Разработано программное обеспечение для магнитометра, позволяющее проводить измерения температурной зависимости низкополевой намагниченности.

Положения, выносимые на защиту:

1. Температурные зависимости АТ^ полученные прямым методом для сплавов М2+х-^езМп1-хаа (х = 0.19, у = 0.02, 0.03, 0.04), М2.16-хСохМпа84аа (х = 0.03, 0.06, 0.09), Ni2.l6Mno.52Vo.з2Ga, N12.^0^^, М2+хМп1-х-г^Оау1п1-у (х= 0.14, 0.16, 0.18, у = 0.64, 0.72, 0.8, 2 = 0 и х = 0.14, 0.16, у = 0.8, 0.84, 2 = 0.16, 0.12, соответственно).

2. Температурные и полевые зависимости АТс вблизи фазовых переходов первого рода, полученные с учетом их необратимости, для сплавов Ni1.81Mn1.64In0.55, Ni1.73Mn1.80In0.47, Ni1.72Mn1.51In0.49Co0.28.

3. Температурные зависимости низкополевой намагниченности и значения температур фазовых переходов для сплавов М2+х-^еуМп1-хОа (х = 0.27, у = 0.03, 0.06, 0.09, 0.12).

4. Скрытая теплота фазовых переходов и температурные зависимости сигнала дифференциальной сканирующей калориметрии для сплавов Ni1.81Mn1.64In0.55, Ni1.73Mn1.80In0.47, Ni1.72Mn1.51In0.49Co0.28.

5. Программное обеспечение для экспериментальной установки по измерению магнитокалорического эффекта.

6. Программное обеспечение для низкополевого магнитометра VKAF-2.

Научная и практическая значимость работы

Полученные результаты расширяют экспериментальные знания о фазовых переходах и МКЭ в сплавах Гейслера. Они могут быть использованы в дальнейшем в теоретических и экспериментальных исследованиях. Результаты

экспериментов могут помочь при выборе материала для рабочего тела в технологии магнитного охлаждения. Максимальные значения МКЭ исследованных образцов сравнимы с магнитокалорическим эффектом в гадолинии, а температуры, при которых наблюдается гигантский МКЭ, лежат вблизи комнатных, что позволяет использовать исследованные сплавы для создания магнитных охлаждающих устройств. Разработанное программное обеспечение позволяет управлять экспериментом в реальном времени, с высокой точностью измерять полевые и температурные зависимости адиабатического изменения температуры образцов, с учетом необратимости фазовых переходов первого рода, а также обрабатывать полученные экспериментальные данные. Данное приложение обладает гибкостью и универсальностью, большое количество настраиваемых параметров позволяют существенно упростить техническое обслуживание установки, а при необходимости, возможно изменение любых калибровочных параметров установки.

Структура и объем диссертации

Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и списка литературы. Полный объем текста составляет 123 страницы, включая 59 рисунков. Список цитированной литературы содержит 98 наименований.

Основные результаты по главам

Во введении даны сведения о прямом и обратном магнитокалорических эффектах в магнетиках. Приведена краткая историческая справка по исследованиям магнитокалорического эффекта в различных материалах, а также обосновывается дальнейшая перспектива подобных исследований в сплавах Гейслера. Сформулированы основные цели работы и выносимые на защиту положения. Подчеркнута значимость работы с практической точки зрения, а также фундаментальный интерес к полученным результатам. Представлено краткое содержание и структура диссертации, отмечена достоверность

полученных данных и приведен список конференций на которых они обсуждались.

В первой главе приведен литературный обзор по исследованиям магнитокалорического эффекта и фазовых превращений в сплавах Гейслера М-Мп-Х-(У) (где X = Оа, М, У = Fe, Со) последних лет. Описан химический состав и кристаллическая структура сплавов. Перечислены наблюдаемые явления вблизи структурных и магнитных фазовых переходов. Представлены известные зависимости температур фазовых превращений при изменении композиционных составов, а также при допировании сплавов Fe, Со и другими элементами. Показаны зависимости температур фазовых превращений от концентраций валентных электронов. Приводятся известные температурные и полевые зависимости намагниченности, адиабатического изменения температуры и изотермического изменения магнитной энтропии трех-, четырех- и пятикомпонентных сплавов Гейслера в окрестности магнитных, структурных, мета- и магнитоструктурных фазовых переходов. Обзор также затрагивает известные работы по улучшению механических свойств сплавов Гейслера примесными атомами.

Вторая глава посвящена используемым экспериментальным установкам, синтезу и контролю качества исследуемых образцов сплавов Гейслера. Большая часть главы уделяется описанию разработанных программ для автоматизации экспериментальных установок: магнитометра VKAF-2 и установке по измерению магнитокалорического эффекта прямым методом. В данной главе также описывается модернизированная измерительная ячейка установки по измерению магнитокалорического эффекта. Приведены основные технические, эксплуатационные параметры установок, принципиальные схемы работы и методики измерений. Присутствует также описание, используемых в данной работе, дифференциального сканирующего калориметра и рентгенофлуоресцентного спектрометра. Отдельный пункт главы включает в себя методику получения сплавов с их последующей термообработкой и результаты измерения химического состава сплавов.

В третьей главе приведены экспериментальные температурные зависимости низкополевых намагниченностей сплавов М-Бе-Мп^а, М-Со-Мп-Ga, М-Мп-У^а, М-Мп-У^а-1п различных композиционных составов. По данным зависимостям определены температуры магнитных и структурных фазовых переходов. Построены композиционные зависимости температур фазовых превращений для сплавов М-Бе-Мп^а и М-Со-Мп^а. Изучены температурные зависимости адиабатического изменения температуры сплавов М-Fe-Mп-Ga, Ni-Co-Mп-Ga, Ni-Mn-У-Ga и Ni-Mп-У-Ga-Iп полученные прямым методом на нагрев и охлаждение при изменении внешнего магнитного поля от 0 до 2 Тл. Проводится обсуждение результатов экспериментальных данных и сравнение с известными теоретическими и экспериментальными данными.

В четвертой главе приведены температурные зависимости сигнала дифференциальной сканирующей калориметрии для сплавов М-Мп-1п и М-Со-Мп-1п различных композиционных составов. По данным зависимостям определены температуры магнитных и структурных фазовых переходов и скрытая теплота фазовых превращений. Прямым методом, используя 6 различных протоколов измерения, изучен магнитокалорический эффект в данных сплавах. Приводятся полевые зависимости адиабатического изменения температуры в сплавах М-Мп-1п-Со.

В заключении сформулированы выводы по результатам диссертационной работы.

Достоверность полученных результатов

Результаты измерений адиабатического изменения температуры выполнялись на установке обеспечивающей высокую точность. Калибровка данной установки проводилась на образцах Gd высокой степени чистоты. Достоверность также обеспечивается высокой воспроизводимостью измерений. Измерения низкополевой намагниченности верифицировались по известным экспериментальным данным. Измерения сигнала дифференциальной сканирующей калориметрии (ДСК) проводились на известной

высокочувствительной установке компании Netzsch DSC 200 F3 Maia. Проверка калибровочных данных установки заключалась в измерении температурных кривых ДСК стандартного образца Sn высокой степени чистоты.

Публикации и личный вклад

По материалам диссертации опубликовано 24 работ, из них 5 статей в рецензируемых изданиях рекомендованных ВАК, 5 статей в других изданиях и 14 тезисов докладов. Список авторских публикаций представлен в конце диссертации.

По материалам разработанной программы для автоматизации экспериментальной установки по измерению магнитокалорического эффекта получено свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ. Копия свидетельства прилагается в конце диссертации.

Все экспериментальные данные были получены либо лично автором, либо с его непосредственным участием. Измерения низкополевых температурных зависимостей намагниченности и температурных зависимостей адиабатического изменения температуры сплавов Ni-Fe-Mn-Ga были выполнены совместно с Михаилом Олеговичем Дробосюком, рентгеноструктурный анализ - совместно с Альфией Габдиловной Фазлитдиновой, дифференциальная сканирующая калориметрия проведена на базе ОАО «РосНИТИ» совместно с Максимом Владимировичем Жуковым, химический анализ сплавов совместно с Максимом Николаевичем Ульяновым, остальные результаты получены лично автором. Сплавы Гейслера приготовлены в Институте радиотехники и электроники им. В.А. Котельникова РАН (Москва, Россия) и Университете Тохоку (Сендай, Япония).

Разработка алгоритмов и программ автоматизации измерительных установок и обработки экспериментальных данных выполнены лично автором.

Апробация

Результаты диссертации обсуждались на семинарах кафедры физики конденсированного состояния ФГБОУ ВПО «Челябинский государственный университет» и представлялись на конференциях: Приборное и научно-методическое обеспечение исследований и разработок в области микро- и наноэлектроники (Уфа, 2010); XI Всероссийская молодёжная школа-семинар по проблемам физики конденсированного состояния вещества (СПФКС-11, Екатеринбург, 2010); Moscow International Symposium on Magnetism (Москва,

TIT

2011); XI International young scientists conference on applied physics (Киев, 2011); International Conference «Functional Materials» (Партенит, 2011); European Symposium on Martensitic Transformations 2012 (Санкт-Петербург, 2012), XX Петербургские чтения по проблемам прочности, посвященные памяти профессора В.А. Лихачева (Санкт-Петербург, 2012); Международная зимняя школа физиков-теоретиков «Коуровка - XXXIV», Международная конференция «Сплавы с эффектом памяти формы: свойства, технологии, перспективы» (Витебск, 2014); Moscow International Symposium on Magnetism (Москва, 2014), International Conference on Magnetism (Барселона, 2015).

Благодарности

Автор выражает безмерную искреннюю благодарность научному руководителю профессору Василию Дмитриевичу Бучельникову за неоценимую поддержку на протяжении всех учебных лет со студенческой скамьи, за помощь в написании статей, постановку задач, за всегда необходимую своевременную критику. Особая благодарность выражается Владимиру Владимировичу Соколовскому и Михаилу Александровичу Загребину за ответы на любые вопросы, ценные советы и помощь.

Большое спасибо напарнику и соавтору Михаилу Олеговичу Дробосюку и всему коллективу кафедры физики конденсированного состояния ЧелГУ.

За помощь и консультацию в технических вопросах очень признателен Александру Александровичу Федию, за помощь в проведении химического и

структурного анализа Максиму Николаевичу Ульянову и Альфие Габдиловне Фазлитдиновой, за организацию и непосредственное участие в экспериментальных измерениях ДСК в лаборатории «РосНИТИ» автор премного благодарен Максиму Владимировичу Жукову, за предоставление образцов сплавов Гейслера Виктору Викторовичу Коледову, Владимиру Васильевичу Ховайло, Алексею Викторовичу Маширову и Александру Павловичу Каманцеву.

Глава 1. Магнитокалорический эффект в сплавах гейслера

Сплавы Гейслера были открыты немецким химиком Фридрихом Гейслером в 1903 году. Гейслер обнаружил, что сплавы, не имеющие в своем составе ферромагнитные элементы, могут иметь ферромагнитные свойства [32].

В настоящее время большой научный интерес к сплавам Гейслера связан в первую очередь с их уникальными свойствами в области фазовых переходов: эффект памяти формы, гигантский магнитокалорический эффект, барокалорический эффект, эластокалорический эффект, эффект обменного смещения, сверхупругость, сверхпластичность, гигантское

магнитосопротивление, гигантские магнитодеформации и др. [5, 10, 12, 18, 24, 31, 36, 38, 40, 57, 61, 65, 68].

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Файзуллин Рафаэль Ринатович, 2016 год

Список цитируемой литературы

1. Магнитометр VKAF-02. Техническое описание и инструкция по эксплуатации. - Челябинский государственный университет, 2009. - 13 с.

2. Установка для измерения магнитокалорического эффекта. Руководство пользователя. - Перспективные магнитные технологии и консультации AMT&C, 2007. - 75 с.

3. Ahmad, S.N. Gd5(Si,Ge)4 and Gd2C compounds: Candidates for hyperthermia treatment of cancer / S. N. Ahmad, Y. Akin, S. a. Shaheen // J. Appl. Phys. - 2005. - V. 97. - № 10. - P. 10Q902.

4. Albertini, F. Composition and temperature dependence of the magnetocrystalline anisotropy in NiMnGa Heusler alloys / F. Albertini, L. Pareti, a. Paoluzi, L. Morellon, P. a. Algarabel, M. R. Ibarra, L. Righi // Appl. Phys. Lett. - 2002. - V. 81. - № 21. - P. 4032.

5. Basso, V. Hysteresis and magnetocaloric effect at the magnetostructural phase transition of Ni-Mn-Ga and Ni-Mn-Co-Sn Heusler alloys / V. Basso, C. P. Sasso, K. P. Skokov, O. Gutfleisch, V. V. Khovaylo // Phys. Rev. B. - 2012. - V. 85. - № 1. - P. 014430.

6. Brown, G. Magnetic heat pumping near room temperature / G. Brown // J Appl Phys. - 1976. - V. 47. - P. 3673.

7. Brown, P.J. Direct observation of a band Jahn-Teller effect in the martensitic phase transition of Ni2MnGa / P. J. Brown, a Y. Bargawi, J. Crangle, K.-U. Neumann, K. R. a Ziebeck // J. Phys. Condens. Matter. - 1999. - V. 11. - № 24. - P. 4715-4722.

8. Buchelnikov, V.D. Monte Carlo simulations of the magnetocaloric effect in magnetic Ni-Mn- X ( X = Ga, In) Heusler alloys / V. D. Buchelnikov, V. V. Sokolovskiy, S. V. Taskaev, V. V. Khovaylo, a a Aliev, L. N. Khanov, a B. Batdalov, P. Entel, H. Miki, T. Takagi // J. Phys. Appl. Phys. - 2011. - V. 44. - № 6. - P. 064012.

9. Buchelnikov, V.D. Magnetocaloric effect in Ni2.19Mn0.81Ga Heusler alloys / V. D. Buchelnikov, S. V. Taskaev, A. M. Aliev, A. B. Batdalov, A. M. Gamzatov, A. V. Korolyov, N. I. Kourov, V. G. Pushin, V. V. Koledov, V. V. Khovailo, V. G.

Shavrov, R. M. Grechishkin // Int. J. Appl. Electromagn. Mech. - 2006. - V. 23. -P. 65-69.

10. Chattopadhyay, M.K. Combined effect of hydrostatic pressure and magnetic field on the martensitic transition in the Ni49CuMn3 / M. K. Chattopadhyay, V. K. Sharma, A. Chouhan, P. Arora, S. B. Roy // Phys. Rev. B. - 2011. - V. 84. - № 6. - P. 064417.

11. Chen, L. Magnetoresistance and magnetocaloric properties involving strong metamagnetic behavior in Fe-doped Ni45(Co1-xFex)5Mn36.6In134 alloys / L. Chen, F. X. Hu, J. Wang, L. F. Bao, J. R. Sun, B. G. Shen, J. H. Yin, L. Q. Pan // Appl Phys Lett. - 2012. - V. 101. - № 1. - P. 012401:1-012401:4.

12. Chen, L. Tuning martensitic transformation and magnetoresistance effect by low temperature annealing in Ni45Co5Mn366In134 alloys / L. Chen, F. X. Hu, J. Wang, J. L. Zhao, J. R. Sun, B. G. Shen, J. H. Yin, L. Q. Pan // J Phys Appl Phys. - 2011. -V. 44. - № 8. - P. 085002:1-085002:5.

13. Chernenko, V.A. Compositional instability of ß-phase in Ni-Mn-Ga alloys / V. A. Chernenko. - 1999. - V. 40. - № 5. - P.523-527.

14. Chernyshov, A.S. Magnetic and magnetocaloric properties and the magnetic phase diagram of single-crystal dysprosium / A. S. Chernyshov, A. O. Tsokol, A. M. Tishin, K. A. Gschneidner, V. K. Pecharsky // Phys. Rev. B. - 2005. - V. 71. - № 18. - P. 184410.

15. Cong, D.Y. Martensitic and magnetic transformation in Ni-Mn-Ga-Co ferromagnetic shape memory alloys / D. Y. Cong, S. Wang, Y. D. Wang, Y. Ren, L. Zuo, C. Esling // Mater. Sci. Eng. A. - 2008. - V. 473. - № 1-2. - P. 213-218.

16. Debye, P. Einige Bemerkungen zur Magnetisierung bei tiefer Temperatur / Peter Debye // Ann. Phys. (Leipzig) 1926. V. 386. P. 1154-1160.

17. Devarajan, U. Coupled magnetostructural transition in Ni-Mn-V-Ga Heusler alloys and its effect on the magnetocaloric and transport properties / U. Devarajan, M. Kannan, R. Thiyagarajan, M. Manivel Raja, N. V. Rama Rao, S. Singh, D. Venkateshwarlu, V. Ganesan, M. Ohashi, S. Arumugam // J. Phys. Appl. Phys. -2016. - V. 49. - № 6. - P. 065001.

18. Dincer, I. The effect of the substitution of Cu for Ni on magnetoresistance and magnetocaloric properties of Ni50Mn34In16 / I. Dincer, E. Yuzuak, Y. Elerman // J. Alloys Compd. - 2011. - V. 509. - № 3. - P. 794-799.

19. Duan, J. Negative and positive magnetocaloric effect in Ni-Fe-Mn-Ga alloy / J. Duan, P. Huang, H. Zhang, Y. Long, G. Wu, Y. Chang // J. Magn. Magn. Mater. -2007. - V. 309. - № 1. - P. 96-99.

20. Endo, K. Structural phase transitions and magnetism in Ni2Mn1- xVxGa and (Co1-y Niy)2NbSn / K. Endo, K. Ooiwa, A. Shinogi // J. Magn. Magn. Mater. - 1992. - V. 104. - P. 2013-2014.

21. Entel, P. Shape Memory Alloys: A Summary of Recent Achievements / P. Entel, V. D. Buchelnikov, M. E. Gruner, A. Hucht, V. V. Khovailo, S. K. Nayak, A. T. Zayak // Mater. Sci. Forum. - 2008. - V. 583. - P. 21-41.

22. Entel, P. Modelling the phase diagram of magnetic shape memory Heusler alloys / P. Entel, V. D. Buchelnikov, V. V Khovailo, A. T. Zayak, W. A. Adeagbo, M. E. Gruner, H. C. Herper, E. F. Wassermann // J. Phys. Appl. Phys. - 2006. - V. 39. -№ 5. - P. 865-889.

23. Fabbrici, S. Co and In Doped Ni-Mn-Ga Magnetic Shape Memory Alloys: A Thorough Structural, Magnetic and Magnetocaloric Study / S. Fabbrici, G. Porcari, F. Cugini, M. Solzi, J. Kamarad, Z. Arnold, R. Cabassi, F. Albertini // Entropy. -2014. - V. 16. - № 4. - P. 2204-2222.

24. Feng, Y. Reversible magnetic-field-induced phase transformation and magnetocaloric effect above room temperature in a NiMnlnFe Polycrystal / Y. Feng, J. H. Sui, H. B. Wang, W. Cai // J. Magn. Magn. Mater. - 2012. - V. 324. -№ 12. - P. 1982-1984.

25. Ge, Y. Various magnetic domain structures in a Ni-Mn-Ga martensite exhibiting magnetic shape memory effect / Y. Ge, O. Heczko, O. SoDderberg, V. K. Lindroos // J. Appl. Phys. - 2004. - V. 96. - № 4. - P. 2159.

26. Giauque, W.F. A Thermodynamic Treatment of Certain Magnetic Effects. A Proposed Method of Producing Temperatures Considerably Below 1° Absolute / W.F. Giauque // J. Am. Chem. Soc. 1927. V. 49. P. 1864-1870.

27. Giauque, W.F. Attainment of Temperatures Below 1° Absolute by Demagnetization of Gd2(SO4)3*H2O / W.F. Giauque and D.P. MacDougall // Phys. Rev. 1933. V. 43. P. 768.

28. Gschneidner, Jr K. a Recent developments in magnetocaloric materials / K. a Gschneidner Jr, V. K. Pecharsky, a O. Tsokol // Re Prog. Phys. - 2005. - V. 68. -№ 6. - P. 1479-1539.

29. Gschneidner, K.A. Thirty years of near room temperature magnetic cooling: Where we are today and future prospects / K. A. Gschneidner, V. K. Pecharsky // Int. J. Refrig. - 2008. - V. 31. - № 6. - P. 945-961.

30. De Haas, W. J. Extremely Low Temperatures // Nature. - 1933. - V. 132. - P. 372373.

31. Han, Z.D. Large magnetic entropy changes in the Ni45.4Mn41.5In13.1 ferromagnetic shape memory alloy / Z. D. Han, D. H. Wang, C. L. Zhang, S. L. Tang, B. X. Gu, Y. W. Du // Appl. Phys. Lett. - 2006. - V. 89. - № 18. - P. 182507.

32. Heusler, F. Über magnetische Manganlegierungen / F. Heusler // Verhandlungen der Deutschen Physikalischen Gesellschaft 1903. V. 5. P. 219.

33. Huang, C. Magnetic electrospun fibers for cancer therapy / C. Huang, S. J. Soenen, J. Rejman, J. Trekker, L. Chengxun, L. Lagae, W. Ceelen, C. Wilhelm, J. Demeester, S. C. De Smedt // Adv. Funct. Mater. - 2012. - V. 22. - № JUNE. - P. 2479-2486.

34. Hu, F. Magnetic entropy change in Ni515Mn227Ga25 8 alloy / F. Hu, B. Shen, J. Sun // Appl. Phys. Lett. - 2000. - V. 76. - № 23. - P. 3460.

35. Hu, F. Large magnetic entropy change in a Heusler alloy Ni526Mn23Ga / F. Hu, B. Shen, J. Sun, G. Wu // Phys. Rev. B. - 2001. - V. 64. - № 13. - P. 132412.

36. Ito, W. Martensitic and magnetic transformation behaviors in Heusler-type NiMnIn and NiCoMnIn metamagnetic shape memory alloys / W. Ito, Y. Imano, R. Kainuma, Y. Sutou, K. Oikawa, K. Ishida // Metall. Mater. Trans. Phys. Metall. Mater. Sci. - 2007. - V. 38. - № April. - P. 759-766.

37. Jiang, C. Composition dependence on the martensitic structures of the Mn-rich NiMnGa alloys / C. Jiang, Y. Muhammad, L. Deng, W. Wu, H. Xu // Acta Mater. - 2004. - V. 52. - № 9. - P. 2779-2785.

38. Jing, C. Martensitic phase transition, inverse magnetocaloric effect, and magnetostrain in Ni50Mn37-xFexIn13 Heusler alloys / C. Jing, X. L. Wang, P. Liao, Z. Li, Y. J. Yang, B. J. Kang, D. M. Deng, S. X. Cao, J. C. Zhang, J. Zhu // J. Appl. Phys. - 2013. - V. 114. - № 6. - P. 063907.

39. Kainuma, R. Magnetic-field-induced shape recovery by reverse phase transformation / R. Kainuma, Y. Imano, W. Ito, Y. Sutou, H. Morito, S. Okamoto, O. Kitakami, K. Oikawa, A. Fujita, T. Kanomata, K. Ishida // Nature. - 2006. - V. 439. - № 7079. - P. 957-960.

40. Khan, M. Magnetic and structural phase transitions in Heusler type alloys Ni2MnGa1-xInx / M. Khan, I. Dubenko, S. Stadler, N. Ali // J. Phys. Condens. Matter. - 2004. - V. 16. - № 29. - P. 5259-5266.

41. Khovailo, V. V. Influence of Fe and Co on Phase Transitions in Ni-Mn-Ga Alloys / V. V. Khovailo, T. Abe, V. V. Koledov, M. Matsumoto, H. Nakamura, R. Note, M. Ohtsuka, V. G. Shavrov, T. Takagi. - 2003. - V. 44. - № 12. - P.4.

42. Khovailo, V.V. An efficient control of Curie temperature TC in Ni-Mn-Ga alloys / V. V. Khovailo, V. A. Chernenko, A. A. Cherechukin, T. Takagi, T. Abe // J. Magn. Magn. Mater. - 2004. - V. 272-276. - P. 2067-2068.

43. Khovailo, V.V. Magnetic properties and magnetostructural phase transitions in Ni2+xMn1-xGa / V. V. Khovailo, V. Novosad, T. Takagi, D. A. Filippov, R. Z. Levitin, A. N. Vasil'ev // Phys. Rev. B. - 2004. - V. 70. - № 17. - P. 174413.

44. Khovailo, V.V. Entropy change at the martensitic transformation in ferromagnetic shape memory alloys Ni2+xMn1-xGa / V. V. Khovailo, K. Oikawa, T. Abe, T. Takagi // J. Appl. Phys. - 2003. - V. 93. - № 10. - P. 8483.

45. Khovaylo, V. Compositional Dependence of Magnetic Entropy Change in Ni(2+x)Mn(1-x)Ga with Coupled Magnetostructural Phase Transition / V. Khovaylo V. Koledov, V. Shavrov, et al. // Proc Second IIF-IIR Int ConfMagnetic Refrig. Room Tem Portoroz Slov. 2007. - P. 217-223.

46. Khovaylo, V. V. Phase transitions in Ni2+xMn1-xGa with a high Ni excess / V. V. Khovaylo, V. D. Buchelnikov, R. Kainuma, V. V. Koledov, M. Ohtsuka, V. G. Shavrov, T. Takagi, S. V. Taskaev, A. N. Vasiliev // Phys. Rev. B. - 2005. - V. 72. - № 22. - P. 224408.

47. Khovaylo, V. V. Adiabatic temperature change at first-order magnetic phase transitions: Ni2.19Mno.81Ga as a case study / V. V. Khovaylo, K. P. Skokov, Y. S. Koshkid'ko, V. V. Koledov, V. G. Shavrov, V. D. Buchelnikov, S. V. Taskaev, H. Miki, T. Takagi, A. N. Vasiliev // Phys. Rev. B. - 2008. - V. 78. - № 6. - P. 060403.

48. Krenke, T. Ferromagnetism in the austenitic and martensitic states of Ni-Mn-In alloys / T. Krenke, M. Acet, E. F. Wassermann, X. Moya, L. Mañosa, A. Planes // Phys. Rev. B. - 2006. - V. 73. - № 17. - P. 174413.

49. Kuo, Y.K. Anomalous thermal properties of the Heusler alloy Ni2+xMn1-xGa near the martensitic transition / Y. K. Kuo, K. M. Sivakumar, H. C. Chen, J. H. Su, C. S. Lue // Phys. Rev. B. - 2005. - V. 72. - № 5. - P. 054116.

50. Kurti, N., Simon, F. Experiments at very low temperatures obtained by the magnetic method. I. The production of the low temperatures //Proceedings of the Royal Society of London A: Mathematical, Physical and Engineering Sciences. -The Royal Society, 1935. - V. 149. - №. 866. - P. 152-176.

51. Kustov, S. Entropy change and effect of magnetic field on martensitic transformation in a metamagnetic Ni-Co-Mn-In shape memory alloy / S. Kustov, M. L. Corro, J. Pons, E. Cesari // Appl. Phys. Lett. - 2009. - V. 94. - № 19. - P. 191901.

52. Langevin, M.P. Magnetisme et theorie des electrons / M.P. Langevin // Ann. Chim. Phys. 1905. V. 5. P. 70-127.

53. Lanska, N. Composition and temperature dependence of the crystal structure of Ni-Mn-Ga alloys / N. Lanska // J. Appl. Phys. - 2004. - V. 95. - № 12. - P. 8074.

54. Li, J. Magnetocaloric effect in magnetothermally-responsive nanocarriers for hyperthermia-triggered drug release. / J. Li, Y. Qu, J. Ren, W. Yuan, D. Shi // Nanotechnology. - 2012. - V. 23. - № 50. - P. 505706.

55. Liu, G.D. Martensitic transformation and shape memory effect in a ferromagnetic shape memory alloy: Mn2NiGa / G. D. Liu, J. L. Chen, Z. H. Liu, X. F. Dai, G. H. Wu, B. Zhang, X. X. Zhang // Appl. Phys. Lett. - 2005. - V. 87. - № 26. - P. 262504.

56. Liu, J. Giant magnetocaloric effect driven by structural transitions. / J. Liu, T. Gottschall, K. P. Skokov, J. D. Moore, O. Gutfleisch // Nat. Mater. - 2012. - V. 11. - № 7. - P. 620-6.

57. Liu, J. Giant magnetocaloric effect driven by structural transitions. / J. Liu, T. Gottschall, K. P. Skokov, J. D. Moore, O. Gutfleisch // Nat. Mater. - 2012. - V. 11. - № 7. - P. 620-6.

58. Liu, J. Giant magnetocaloric effect driven by structural transitions. / J. Liu, T. Gottschall, K. P. Skokov, J. D. Moore, O. Gutfleisch // Nat. Mater. - 2012. - V. 11. - № 7. - P. 620-6.

59. Liu, J. Magnetostructural transformation in Ni-Mn-In-Co ribbons / J. Liu, N. Scheerbaum, D. Hinz, O. Gutfleisch // Appl. Phys. Lett. - 2008. - V. 92. - № 16. -P. 162509.

60. Liu, J. Reversibility of magnetostructural transition and associated magnetocaloric effect in Ni-Mn-In-Co / J. Liu, N. Scheerbaum, J. Lyubina, O. Gutfleisch // Appl. Phys. Lett. - 2008. - V. 93. - № 10. - P. 102512.

61. Liu, J. Influence of annealing on magnetic field-induced structural transformation and magnetocaloric effect in Ni-Mn-In-Co ribbons / J. Liu, T. G. Woodcock, N. Scheerbaum, O. Gutfleisch // Acta Mater. - 2009. - V. 57. - № 16. - P. 49114920.

62. Liu, Y. Magnetocaloric effect (MCE) in melt-extracted Ni-Mn-Ga-Fe Heusler microwires / Y. Liu, X. Zhang, D. Xing, H. Shen, D. Chen, J. Liu, J. Sun // J. Alloys Compd. - 2014. - V. 616. - P. 184-188.

63. Ma, L. Magnetic-field-induced martensitic transformation in MnNiGa:Co alloys / L. Ma, H. W. Zhang, S. Y. Yu, Z. Y. Zhu, J. L. Chen, G. H. Wu, H. Y. Liu, J. P. Qu, Y. X. Li // Appl. Phys. Lett. - 2008. - V. 92. - № 3. - P. 032509.

64. Marcos, J. Magnetic field induced entropy change and magnetoelasticity in Ni-Mn-Ga alloys / J. Marcos, A. Planes, L. Mañosa, F. Casanova, X. Batlle, A. Labarta, B. Martínez // Phys. Rev. B. - 2002. - V. 66. - № 22. - P. 224413.

65. Monroe, J. a. Direct measurement of large reversible magnetic-field-induced strain in Ni-Co-Mn-In metamagnetic shape memory alloys / J. a. Monroe, I. Karaman, B. Basaran, W. Ito, R. Y. Umetsu, R. Kainuma, K. Koyama, Y. I. Chumlyakov // Acta Mater. - 2012. - V. 60. - № 20. - P. 6883-6891.

66. Moya, X. Cooling and heating by adiabatic magnetization in the Ni50Mn34In16 / X. Moya, L. Mañosa, A. Planes, S. Aksoy, M. Acet, E. F. Wassermann, T. Krenke // Phys. Rev. B. - 2007. - V. 75. - № 18. - P. 184412.

67. Niemann, R. Metamagnetic transitions and magnetocaloric effect in epitaxial Ni-Co-Mn-In films / R. Niemann, O. Heczko, L. Schultz, S. FaDhler // Appl. Phys. Lett. - 2010. - V. 97. - № 22. - P. 222507.

68. Oikawa, K. Phase equilibria and phase transformation of Co-Ni-Ga ferromagnetic shape memory alloy system / K. Oikawa, T. Ota, Y. Imano, T. Omori, R. Kainuma, K. Ishida // J Phase Equilib Diffus. - 2006. - V. 27. - № 1. - P. 75-82.

69. Pasquale, M. Magnetic entropy in Ni[sub 2]MnGa single crystals / M. Pasquale // J. Appl. Phys. - 2004. - V. 95. - № 11. - P. 6918.

70. Pérez-L^dazábal, J.I. Magnetic field induced martensitic transformation linked to the arrested austenite in a Ni-Mn-In-Co shape memory alloy / J. I. Pérez-Landazábal, V. Recarte, V. Sánchez-Alceos, C. Gómez-Polo, S. Kustov, E. Cesari // J. Appl. Phys. - 2011. - V. 109. - № 9. - P. 093515.

71. Planes, A. Magnetocaloric effect and its relation to shape-memory properties in ferromagnetic Heusler alloys. / A. Planes, L. Mañosa, M. Acet // J. Phys. Condens. Matter Inst. Phys. J. - 2009. - V. 21. - № 23. - P. 233201.

72. Porcari, G. Reverse magnetostructural transformation and adiabatic temperature change in Co- and In-substituted Ni-Mn-Ga alloys / G. Porcari, S. Fabbrici, C. Pernechele, F. Albertini, M. Buzzi, A. Paoluzi, J. Kamarád, Z. Arnold, M. Solzi // Phys. Rev. B. - 2012. - V. 85. - № 2. - P. 024414.

73. Raquel, S.C. QUANT'X ARL EDXRF. Short Manual. - Karel de Grote-Hogeschool Antwerpen Industríele Wetenschappen en Technologie, Antwerpen, 2006. - 28 p.

74. Recarte, V. Entropy change linked to the magnetic field induced martensitic transformation in a Ni-Mn-In-Co shape memory alloy / V. Recarte, J. I. Pérez-Landazábal, S. Kustov, E. Cesari // J. Appl. Phys. - 2010. - V. 107. - № 5. - P. 053501.

75. Schild, H.G. Poly (N-Isopropylacrylamide): Experiment , Theory and Application / H. G. Schild // Prog Polym Sci. - 1992. - V. 17. - P. 163-249.

76. Singh, N. Magnetocaloric effects in Ni-Mn-Ga-Fe alloys using Monte Carlo simulations / N. Singh, R. Arróyave // J. Appl. Phys. - 2013. - V. 113. - № 18. -P. 183904.

77. Sokolovskiy, V. Ab Initio and Monte Carlo Approaches For the MagnetocaloricEffect in Co- and In-Doped Ni-Mn-Ga Heusler Alloys / V. Sokolovskiy, A. Grünebohm, V. Buchelnikov, P. Entel // Entropy. - 2014. - V. 16. - № 9. - P. 4992-5019.

78. Soto, D. Phase diagram of Fe-doped Ni-Mn-Ga ferromagnetic shape-memory alloys / D. Soto, F. A. Hernandez, H. Flores, X. Moya, L. Manosa, A. Planes, S. Aksoy, M. Acet, T. Krenke. - 2008. - P. 1-7.

79. Soto-Parra, D.E. Fe and Co selective substitution in Ni 2 MnGa: Effect of magnetism on relative phase stability / D. E. Soto-Parra, X. Moya, L. Mañosa, a. Planes, H. Flores-Zúñiga, F. Alvarado-Hernández, R. a. Ochoa-Gamboa, J. a. Matutes-Aquino, D. Ríos-Jara // Philos. Mag. - 2010. - V. 90. - № 20. - P. 27712792.

80. Stepanova, N.N. Phase composition and the mechanical properties of a Heusler alloy Ni2MnGa alloyed by iron and tungsten / N. N. Stepanova, D. P. Rodionov, V. a. Kazantsev, V. a. Sazonova, Y. I. Philippov // Phys. Met. Metallogr. - 2007. - V. 104. - № 6. - P. 637-643.

81. Sutou, Y. Magnetic and martensitic transformations of NiMnX(X=In,Sn,Sb) ferromagnetic shape memory alloys / Y. Sutou, Y. Imano, N. Koeda, T. Omori, R.

Kainuma, K. Ishida, K. Oikawa // Appl. Phys. Lett. - 2004. - V. 85. - № 19. - P. 4358.

82. Tishin, A. M. Dynamic magnetocaloric effect / A.M. Tishin, Y.I. Spichkin, K.A. Gschneidner, JR., V.K. Pecharsky // Refrigeration science and technology proceedings. Second IIF-IIR International Conference on Magnetic Refrigeration at Room Temperature, Portoroz, Slovenia, 11-13 April 2007.- № 2007-1. - P. 3545.

83. Tickle, R. Magnetic and magnetomechanical properties of Ni2MnGa / R. Tickle, R. D. James // J. Magn. Magn. Mater. - 1999. - V. 195. - № 3. - P. 627-638.

84. Ullakko, K. Magnetic-field-induced strains in policristalline Ni-Mn-Ga at room temperature / K. Ullakko, Y. Ezer, A. Sozinov, G. Kimmel, P. Yakovenko, V. K. Lindroos. - 2001. - V. 44. - P. 475-480.

85. Vasil'ev, A.N. Structural and magnetic phase transitions in shape-memory alloys Ni / A. N. Vasil'ev, A. D. Bozhko, V. V. Khovailo, I. E. Dikshtein, V. G. Shavrov, V. D. Buchelnikov, M. Matsumoto, S. Suzuki, T. Takagi, J. Tani // Phys. Rev. B. -1999. - V. 59. - № 2. - P. 1113-1120.

86. Wang, H.B. Effect of Fe content on fracture behavior of Ni-Mn-Fe-Ga ferromagnetic shape memory alloys / H. B. Wang, F. Chen, Z. Y. Gao, W. Cai, L. C. Zhao // Mater. Sci. Eng. A. - 2006. - V. 438-440. - № 0. - P. 990-993.

87. Wang, W.H. Magnetic properties and structural phase transformations of NiMnGa alloys / W. H. Wang, F. X. Hu, J. L. Chen, Y. X. Li, Z. Wang, Z. Y. Gao, Y. F. Zheng, L. C. Zhao, G. H. Wu, W. S. Zan // IEEE Trans. Magn. - 2001. - V. 37. -№ 4. - P. 2715-2717.

88. Warburg, E. Magnetische untersuchungen //Annalen der Physik. - 1881. - V. 249.

- №. 5. - P. 141-164.

89. Webster, P. J., Ziebeck K. R. A. /Alloys and Compounds of d-Elements with Main Group Elements. Part 2. - Springer Berlin Heidelberg, 1988. - P. 129-132.

90. Webster, P.J. Magnetic order and phase transformation in Ni2MnGa / P. J. Webster, K. R. A. Ziebeck, S. L. Town, M. S. Peak // Philos. Mag. Part B. - 2006.

- V. 49. - № 3. - P. 295-310.

91. Yang, S. Microstructure, martensitic transformation and shape memory effect of Ni38Co12Mn41In9 alloy / S. Yang, Y. Su, C. Wang, J. Zhu, X. Liu // Mater. Lett. -2013. - V. 108. - P. 215-218.

92. Yu, B. A review of magnetic refrigerator and heat pump prototypes built before the year 2010 / B. Yu, M. Liu, P. W. Egolf, A. Kitanovski // Int. J. Refrig. - 2010. - V. 33. - № 6. - P. 1029-1060.

93. Yu, S.Y. Realization of magnetic field-induced reversible martensitic transformation in NiCoMnGa alloys / S. Y. Yu, Z. X. Cao, L. Ma, G. D. Liu, J. L. Chen, G. H. Wu, B. Zhang, X. X. Zhang // Appl. Phys. Lett. - 2007. - V. 91. - № 10. - P. 102507.

94. Zatsepina, E. Magnetocaloric Effect Applied for a Cancer Tumor Defeat□: an proved Hyperthermia Method / E. Zatsepina, A. Tishin, P. W. Egolf, D. Vuarnoz, L. Gory. - 2009. - № May. - P. 12-15.

95. Ziebeck, K.R.A. Heusler alloys / K. R. A. Ziebeck, K.-U. Neumann // LandoltBoerntein New Ser. Springer-Verl. 2001. - V. III. - P.32 - 64.

96. Morrish, A. H. The physical principles of magnetism //The Physical Principles of Magnetism, by Allan H. Morrish, p 696. ISBN 0-7803-6029-X. Wiley-VCH, January 2001. - 2001. - V. 1.

97. Differential Scanning Calorimetry. Method, Technique, Applications. [Электронный ресурс] // NETZSCH-Geratebau GmbH, Selb, 2010. URL: https://www.netzsch-thermal-analysis.com/en/landing-pages/principle-of-a-heat-flux-dsc/ (дата обращения: 01.10.2015).

98. FullProf [Электронный ресурс] Примеры и учебники // The FullProf Team, 2006. URL: https://www.ill.eu/sites/fullprof/php/tutorials.html (дата обращения: 01.10.2015).