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Reduction of hysteresis losses in the magnetic refrigerant Gd5Ge2Si2 by the addition of iron

机译：通过添加铁减少磁性制冷剂Gd5Ge2Si2中的磁滞损耗

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The magnetocaloric effect is the change in temperature of a material as a result of the alignment of its magnetic spins that occurs on exposure to an external magnetic field. The phenomenon forms the basis for magnetic refrigeration, a concept purported to be more efficient and environmentally friendly than conventional refrigeration systems(1-5). In 1997, a 'giant' magnetocaloric effect, between 270 K and 300 K, was reported in Gd5Ge2Si2, demonstrating its potential as a near-room-temperature magnetic refrigerant(6-8). However, large hysteretic losses ( which make magnetic refrigeration less efficient) occur in the same temperature range(8,9). Here we report the reduction (by more than 90 per cent) of these hysteretic losses by alloying the compound with a small amount of iron. This has the additional benefit of shifting the magnetic entropy change peak ( a measure of the refrigerator's optimal operating temperature) from 275 K to 305 K, and broadening its width. Although the addition of iron does not significantly affect the refrigerant capacity of the material, a greater net capacity is obtained for the iron-containing alloy when the hysteresis losses are accounted for. The iron-containing alloy is thus a much-improved magnetic refrigerant for near-room-temperature applications.
机译：磁热效应是材料的温度变化，这是材料的磁性自旋对准的结果，该对准发生在暴露于外部磁场时。这种现象构成了磁制冷的基础，据称该概念比常规制冷系统更高效，更环保（1-5）。 1997年，在Gd5Ge2Si2中报道了270 K至300 K的“巨大”磁热效应，证明了其作为近室温磁性制冷剂的潜力（6-8）。但是，在相同的温度范围内会发生较大的磁滞损耗（这会使磁制冷效率降低）（8,9）。在这里，我们报告说，通过将化合物与少量铁合金化，可以减少这些磁滞损耗（超过90％）。这具有将磁熵变化峰（衡量冰箱最佳工作温度的标准）从275 K移至305 K并扩大其宽度的额外好处。尽管铁的添加不会显着影响材料的制冷剂容量，但考虑到磁滞损耗后，含铁合金的净容量会更大。因此，含铁合金是用于近室温应用的大大改进的磁性制冷剂。

著录项

  • 来源
    《Nature》 |2004年第6994期|p.853-857|共5页
  • 作者

    Provenzano V; Shapiro AJ; Shull RD;

  • 作者单位

    Provenzano V, NIST, Magnet Mat Grp, 100 Bur Dr,MS-8552, Gaithersburg, MD 20899, USA;

  • 收录信息 美国《科学引文索引》(SCI);美国《工程索引》(EI);美国《生物学医学文摘》(MEDLINE);美国《化学文摘》(CA);
  • 原文格式 PDF
  • 正文语种 eng
  • 中图分类 自然科学总论;
  • 关键词

    Gd-5(si2ge2); Transition;

    机译：Gd-5（si2ge2）;转换;

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