Магнітокалоричний ЕФЕКТ - зміна темп-ри магн. речовини (магнетика) при його адіабатіч. намагничивании (розмагнічування). В умовах адіабатічності (див. Адіабатичний процес) магнетик не поглинає і не віддає теплоту (), тому ентропія S магнетика не змінюється: При поясненні М. е. в рамках термодинаміки [1] ентропію розглядають як ф-цію темп-ри Т. тиску р і напруженості Н зовн. магн. поля, S = S (T, р, Н). звідки в умовах адіабатічності
При постійному тиску (р = const) dp = 0 і
.
У записі для кінцевих змін величин
Співвідношення (1) дозволяє знайти залежність T від, якщо розкрити значення входять до нього приватних похідних. Похідна. де - теплоємність магнетика. Похідна може бути перетворена на основі співвідношення взаємності приватних похідних внутр. енергії магнетика:, де М - намагніченість. т.ч.,
Оскільки. зміна темп-ри магнетика - охолодження або нагрівання - залежить від знака похідної і зміни зовн. магн. поля (- намагнічування, - розмагнічування). Наїб. добре вивчений М. е. пов'язаний зі збільшенням (зменшенням) числа однаково орієнтованих атомних магн. моментів (спінових або орбітальних) речовини при включенні (виключенні) магн. поля. М. е. такого типу спостерігається в парамагнетиках (ПМ), а також в феромагнетиках (ФМ) при істинному намагничивании (Парапроцесс), коли магн. поле вибудовує у напрямку Н ті атомні магн. моменти, к-які залишалися ще не поверненими внаслідок дезорієнтуючі дії теплового руху. У зазначених випадках (ПМ, класичні. ФМ - Fe, Co, Ni та їх сплави), так що при включенні поля і при його виключенні. Особливо великих значень М. е. парапроцесса досягає поблизу Кюрі, точки. де намагніченість М різко зменшується при нагріванні магнетика [похідна дуже велика]. М. е. в ФМ був детально досліджений П. Вейс, Р. Форрером і К. П. Бєловим [2, 3].
У феримагнетиках при Парапроцесс спостерігається не тільки позитивний, а й негативний М. е. [4]. Наїб. просто можна інтерпретувати М. е. в феррімагн. з'єднаннях рідкоземельних металів із залізом, де, згідно з нейтронографіч. даними, магнітну атомну структуру можна уявити що складається з двох магнітних подрешеток: підгратки заліза і підгратки рідкоземельних іонів [5]. Магн. моменти цих підграток антіпараллельни. При темп-ре магнітної компенсації Тк намагніченість M1 підгратки заліза дорівнює намагніченості М2 підгратки рідкоземельних іонів. при Т<ТК M2>M1. а при Т> ТК. навпаки, М2<М1 .
У М. е. спостережуваний в цих з'єднаннях, свій внесок вносить як підгратками заліза. так і підгратками рідкоземельних іонів
при Т<ТК по полю направлена намагниченность MS, к-рая при включении поля возрастает, поэтому М. э. за счёт редкоземельной подрешётки Намагниченность M1 направлена в этом случае против поля, вследствие чего она уменьшается при увеличении . Т. к. по абс. величине , то при Т <Тк наблюдается суммарный положительный М. э.
При Т> ТК по полю спрямована намагніченість M1 підгратки заліза, а проти поля - намагніченість M2 рідкоземельної підгратки. Тут зростання поля призводить до магн. упорядкування підгратки заліза і разупорядоченності рідкоземельної підгратки, внаслідок чого. а. Сумарний М. е. при Т> ТК виходить негативним (поблизу Тк), оскільки
У ферромагн. феррімагн. і антіферромагн. кристалах існує також М. е. обумовлений зміною енергії магн. анізотропії внаслідок обертання вектора намагніченості щодо крісталлографіч. осей, а також внаслідок зміни констант магн. анізотропії під дією прикладеного поля [6]. М. е. внаслідок зсуву доменних стінок має істотно меншу величину.
При магнітних фазових переходах. викликаються зміною магн. поля (напр. антиферомагнетизм ферромагнетизм), також спостерігається М. е. обумовлений тим, що ентропії разл. магн. фаз не рівні ДРУГ одному [7].
М. е. при адіабатіч. розмагнічування парамагнетиків використовується для отримання наднизьких темп-р (див. Магнітне охолоджування). При низьких температурах. тому метод магн. охолодження особливо ефективний, якщо вихідна темп-pa вже досить низька. У техніці обгрунтована можливість створення нових типів холодильних машин, дія яких брало засноване на використанні М. е. [8].
Літ .: 1) Вонсовський С. В. Магнетизм. М. 1971, с. 368; 2) Weiss P. Forrer R. Aimantation et phenomene magngtocalorique du nickel, "Ann. De Phys.", 1926, v. 5, p. 153; 3) Бєлов К. П. Пружні, теплові та електричні явища в феромагнетиках, 2 видавництва. М. 1957; 4) Бєлов К. П. Рідкоземельні магнетики і їх застосування, М. 1980; 5) Нікітін С. А. та ін. Магнітокалоричний ефект в з'єднаннях рідкоземельних металів із залізом, "ЖЕТФ", 1973, т. 65, с. 2058; 6) Нікітін С. А. та ін. Особливості магнітного поведінки і магнітокалоріч. ефект в монокристалі гадолінію, "ЖЕТФ", 1978, т. 74, с. 205; 7) Нікітін С. А. та ін. Магнітні фазові перетворення і магнітокалоричний ефект в монокристалах сплавів Tb-Y, "ЖЕТФ", 1977, т. 73, с. 228; 8) Архарів А. М. Брандт Н. Б. Жердєв А. А. Про можливості створення магнітних холодильних машин, "Холодильна техніка", 1980. № 8, с. 13. С. А. Нікітін.