Preludium 5

Przedmiotem badań jest poznanie relacji pomiędzy strukturą, składem chemicznym, właściwościami magnetycznymi a efektem magnetokalorycznym obserwowanych w zmodyfikowanych, nowych związkach typu La(Fe1-x-yMnxSiy)13Hsat. W tym celu, poprzez metody eksperymentalne i teoretyczne, zostanie określony wpływ częściowego zastąpienia żelaza przez mangan na wartość temperatury Curie, kształt histerezy temperaturowej, właściwości strukturalne i magnetyczne na uwodornione związki La(FeSi)13.

Od kilku lat na świecie obserwuje się gwałtowny wzrost zainteresowania tematyką związaną z magnetycznym schładzaniem, co wiąże się przede wszystkim z ostatnimi osiągnięciami dotyczącymi rozwoju materiałów i technologii materiałowych, pozwalających uzyskać parametry chłodzenia przydatne praktycznie. Podstawą schładzania magnetycznego, stanowiącego obiecującą alternatywę dla konwencjonalnego chłodnictwa, ze względu na niskie zużycie energii oraz przyjazność środowisku jest zjawisko efektu magnetokalorycznego. Grupa materiałów La(FeSi)13 o strukturze krystalicznej typu NaZn13, wykazujących efekt magnetokaloryczny jest obecnie najbardziej obiecującą i ciągle rozwijaną wśród wszystkich innych materiałów wykazujących ten efekt w temperaturach około pokojowych.  W związku z powyższym ta grupa materiałów jest jednym z faworytów, jeśli chodzi o wykorzystanie w technologii schładzania magnetycznego, która to jest określana jako prawdziwa rewolucja XXI wieku. Ciągle rosnąca ilość publikacji w wiodących czasopismach specjalistycznych dotycząca tej grupy związków jest potwierdzeniem tego faktu, jednocześnie ukazując duże możliwości rozwoju nauki w tym temacie. Wszystkie te przesłanki skłaniają do dalszych opracowań jeszcze doskonalszych materiałów z tej grupy i prowadzenia wnikliwych badań w celu poznania natury tych związków. 

Badania nad materiałami wykazującymi się gigantycznym efektem magnetokalorycznym znajdują się w grupie ekologicznych materiałów i w przyszłości mogą być wykorzystane w nowych urządzeń chłodniczych spełniających coraz większe wymogi związane z ochroną środowiska naturalnego. Korzyści, jakie będą związane z nowoczesnymi rozwiązaniami bazującymi na materiałach z gigantycznym efektem magnetokalorycznym to przede wszystkim oszczędność energii na poziomie 20 do 30 % w porównaniu do tego wykorzystywanego w klasycznych układach chłodniczych oraz użycie materiałów bezpiecznych dla środowiska oraz ich prosty recycling. 

Hipoteza stawiana w niniejszym projekcie: „Częściowe zastąpienie żelaza manganem umożliwia kontrolowane obniżenie temperatury Curie stopów typu La(FeSi)13Hsat bez znaczącego spadku wartości adiabatycznej zmiany temperatury (ΔTad) w obecności zewnętrznego pola magnetycznego”