Giant magnetocaloric effect from reverse martensitic transformation in Ni-Mn-Ga-Cu ferromagnetic shape memory alloys
为了在室温附近产生巨磁热效应（GMCE），在首次此类研究中，铁磁记忆合金（FSMA）的奥氏体相变温度（As）被微调到铁磁居里温度（TC），Ni50Mn18.5Cu6.5Ga25合金在逆马氏体相变过程中获得了δ-SM =-81.75 J/Kg-K的大GMCE（加热循环），在302.5 K下磁场变化为9 T。在Ni_（50）Mn_（25-x）Cu_xGa_（25）（0< x < 7.0）基FSMA中通过Cu替代实现了As与TC的微调。这些合金的表征进行了使用光学和扫描电子显微镜，X射线衍射（XRD），差示扫描量热法（DSC）和直流磁化测量。在化学计量比Heusler型Ni_2MnGa中加入Cu可提高马氏体相变温度，降低相变温度。同时，DSM随着Cu的添加而增加，并在6.5at. % Cu，TC和As之间存在虚拟重叠。在302.5K温度下，9 T磁场变化的加热循环中也获得了327.01J/Kg的最大制冷量（RCP）。对于相同的6.5 at.，冷却循环测量的相应值（在正转变期间测量）分别为30.4 J/Kg-K和123.52 J/Kg。% Cu样品和相同的热磁条件。
2015-07-23 cond-mat.mtrl-sci
Room Temperature Magnetocaloric Effect in Ni-Mn-In
研究了磁场对非化学计量比Heusler合金Ni $_{50}$ Mn $_{35}$ In $_{15}$在室温附近发生马氏体相变和磁相变的影响。温度相关的磁化强度测量表明磁场对结构相变温度的影响。从磁化强度作为外加磁场的函数的研究中，我们发现与这种磁结构转变相关的逆磁热效应的发生。当合金从奥氏体相转变为马氏体相时，磁熵变在室温下达到25 J/kg-K（在5 T磁场下），并伴随着磁有序化。
2007-11-19 cond-mat.mtrl-sci
Composition dependence of magnetocaloric effect in Sm1-xSrxMnO3 (x = 0.3-0.5)
我们研究了Sm_（1-x）Sr_xMnO_3（x = 0.30-0.5）的磁性和磁热性质。我们报道了一个磁场驱动的第一级变磁转变的顺磁状态在x = 0.4和0.5和第二级转变在x = 0.3。x = 0.4时出现的最高磁熵（-Sm = 6.2 J/kgK，T = 125 K，H = 5 T）与场致生长和顺磁状态下预先存在的铁磁纳米团簇合并引起的变磁转变有关。我们的研究结果表明，锰氧化物与固有的纳米级相分离，可用于磁制冷。
2008-10-23 cond-mat.mtrl-sci
Microstructure engineering of metamagnetic Ni-Mn-based Heusler compounds by Fe-doping: A roadmap towards excellent cyclic stability combined with large elastocaloric and magnetocaloric effects
Ni-Mn基变磁性记忆合金对磁场和单轴应力表现出巨大的热响应，可用于单热量或多热量冷却概念，以实现节能和可持续的制冷。然而，在循环操作期间，这些合金由于其高的固有脆性而遭受结构和功能疲劳。在这里，我们提出了基于Fe掺杂的Ni-Mn-In的微结构设计策略，该策略同时提高循环稳定性并保持优异的磁热和弹性热性能。我们的研究结果表明，沉淀的强烈富铁和贫铟相干二次γ相在晶界上，可以确保良好的机械稳定性，通过阻碍在循环加载过程中的晶间断裂。以这种方式，在超过16000次循环中实现了-4.5K的大的弹性热效应，而没有结构或功能退化，这对应于与单相Ni-Mn-In-（Fe）相比循环稳定性增加了超过三个数量级。此外，我们证明了单相Ni-Mn-In-（Fe）的大磁热效应可以保留在双相材料中，当二次γ相仅在晶界处形成时，因为Heusler基质内的马氏体相变几乎不受影响。这样，在2 T下，双相Ni-Mn-In-Fe合金的绝热温变为-3K，等温熵变为15 $Jkg^{-1}K^{-1}$。我们期望这一概念可以应用于其他单热量和多热量材料，从而为固态热量冷却应用铺平道路。
2021-11-04 cond-mat.mtrl-sci
Effect of Co and Fe on the inverse magnetocaloric properties of Ni-Mn-Sn
在某些组成下，Ni-Mn- $X$ Heusler合金（$X$：IIIA-VA族元素）经历马氏体转变，并且它们中的许多表现出逆磁热效应。在$X$为Sn的合金中，在Heusler合金中等温熵变最大，特别是在Ni $_{50}$ Mn $_{37}$ Sn $_{13}$中，对于5 T的磁场，其达到20 Jkg $^{-1}$ K $^{-1}$的值。我们在该合金中用Fe和Co取代Ni，各自的量为1原子%和3原子%，以扰动电子浓度并检查磁热性质的变化。增加Fe和Co浓度两者导致马氏体转变温度降低，由此在两种组成下被Co取代或取代1原子% Fe导致磁热效应降低。另一方面，在具有3at% Fe的合金中的磁热效应导致在5 T下熵变值增加到约30 Jkg $^{-1}$ K $^{-1}$。
2007-07-03 cond-mat.mtrl-sci
Direct measurements of the magnetocaloric effect in pulsed magnetic fields: The example of the Heusler alloy Ni$_{50}$Mn$_{35}$In$_{15}$
本文用直接测量的方法研究了形状记忆Heusler合金$_{50}$ In $_{35}$在高达6和20 T的脉冲磁场中的磁热效应。在6 T的结果进行了比较，从热容实验获得的数据。我们发现一个饱和的逆MCE，有关的一阶马氏体相变，与$ΔT_{ad} = -7$ K的最大绝热温度变化在250 K和常规的场依赖MCE附近的第二阶铁磁转变在奥氏体相。脉冲磁场数据允许在$\sim 10$至100 ms的时间尺度上分析样品对磁场的温度响应，该时间尺度是磁热冷却装置的典型操作频率（10至100 Hz）的量级。我们的研究结果表明，在记忆合金的不同贡献的MCE和马氏体相变周围的滞后效应，必须仔细考虑未来的冷却应用。
2015-01-19 cond-mat.mtrl-sci
Thermo-magnetic characterization of phase transitions in a Ni-Mn-In metamagnetic shape memory alloy
用量热、磁和声发射方法研究了Ni-$_{50.53}$-${33.65}$变磁记忆合金的部分重叠的铁弹/马氏体和顺铁磁相变。利用一级铁弹/马氏体相变热滞（$\sim2.5$ K）的存在，判别了相变总过剩焓的潜热贡献$Δ$ Ht = 7.21（15）kJ/kg和比热贡献$Δ$ Hc = 216（1）J/kg。比热被发现遵循一个阶梯状的行为在这个相变。铁弹/马氏体相变的间歇动力学的特征在于从声发射和量热测量检测到的一系列雪崩。这些雪崩事件的能量分布被发现遵循幂律的特征能量指数$ε\sim2$，这是在一个系统经历的对称性从立方到单斜的变化与预期值一致。最后，从比热行为研究了在$\sim 311$ K下发生准铁磁奥氏体相变的临界行为。得到了一个临界指数$α\sim0.09$，它与以前报道的Ni-Mn-Ga合金的临界指数一致，但与纯Ni的临界指数不同。
2021-08-07 cond-mat.mtrl-sci
Negative magnetocaloric effect from highly sensitive metamagnetism in CoMnSi_{1-x}Ge_{x}
我们报道了一种新的负磁热效应在CoMnSi_{1-x} Ge_{x}引起的变磁磁弹性转变。该效应与包括室温在内的宽温度范围内的磁制冷有关。此外，我们报告了一个非常高的位移的变磁转变温度与施加磁场。这是由反铁磁和铁磁有序之间的竞争驱动的，这可以很容易地通过施加压力和成分变化来调节。
2006-03-31 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Enhanced metamagnetic shape memory effect in Heusler-type Ni37Co11Mn43Sn9 polycrystalline ferromagnetic shape memory alloy
本文研究Ni37Co11Mn43Sn9多晶合金的磁场诱导马氏体转变，在低场下获得自发应变并实现预应变全恢复，首次证明自发应变与预应变可叠加。
2024-02-29 cond-mat.mtrl-sci
Magnetic superelasticity and inverse magnetocaloric effect in Ni-Mn-In
向处于马氏体状态的铁磁Ni $_{50}$ Mn $_{34}$ In $_{16}$合金施加磁场会诱导结构相变至奥氏体状态。这伴随着应变，该应变在移除磁场时恢复，从而使系统具有磁超弹性特征。这种合金的另一个特性是它还显示出逆磁热效应。通过磁化、应变和中子衍射研究了磁场作用下Ni-Mn-In的磁超弹性和逆磁热效应及其与一级结构转变的关系。
2007-04-10 cond-mat.mtrl-sci
How to enable bulk-like martensitic transformation in epitaxial films
本研究致力于不同的衬底和缓冲层材料的影响，在溅射沉积外延形状记忆Heusler合金的马氏体相变。为此，磁热Heusler合金Ni-Co-Mn-Al \cite{Teichert2015b}在MgO（001）、MgAl $_{2}$ O $_{4}$（001）和MgO（001）/V衬底上生长，这些衬底表现出与$-1.2\%$和$3.6\%$之间的Ni-Co-Mn-Al的晶格失配。由温度依赖的X射线衍射测量结果表明，形状记忆Heusler膜的最佳缓冲层不是具有最小晶格失配的缓冲层，而是具有最小杨氏模量和适度失配的缓冲层，因为弹性缓冲层可以在Heusler层的马氏体相变期间变形。此外，适度的晶格失配引起的外延应变不会显着改变马氏体相变温度。
2016-12-19 cond-mat.mtrl-sci
Magnetocaloric effect and magnetization in a Ni-Mn-Ga Heusler alloy in the vicinity of magnetostructural transition
对一种具有磁性和结构（马氏体）相变耦合的Ni2.19Mn0.81Ga合金的磁性和热力学性质进行了实验和理论研究。在接近磁结构转变温度的温度下，通过直接方法在磁场0-26 kOe中测量磁热效应。对于磁结构转变附近的合金性能的理论描述的统计模型，建议，考虑到马氏体和奥氏体域的马氏体相变点附近的共存。
2003-12-04 cond-mat.mtrl-sci
Structure and Giant Inverse Magnetocaloric Effect of Epitaxial Ni-Co-Mn-Al Films
研究了不同成分的Ni-Co-Mn-Al外延薄膜的结构、磁性和磁热性能。通过在加热的衬底上共溅射，在MgO（001）衬底上沉积薄膜。所有薄膜均显示出马氏体转变，其中转变温度强烈依赖于成分。马氏体相的结构显示为14 M。变磁马氏体相变发生在强铁磁性奥氏体到弱磁性马氏体之间。用原子力显微镜和变温X射线衍射研究了薄膜的结构特性。磁性和磁热性能进行了分析，使用温度依赖性和等温磁化测量。结果表明，$_{41}$ $_{10.4}$-$_{34.8}$-$_{13.8}$薄膜具有巨逆磁热效应，$μ_0 ΔH=5\,\text{T}$的磁熵变为$^{-1}$ $^{-1}$.
2015-05-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Cooling and heating by adiabatic magnetization in the Ni$_{50}$Mn$_{34}$In$_{16}$ magnetic shape memory alloy
本文报道了逆磁热Ni $_{50}$ Mn $_{34}$ In $_{16}$合金的绝热温度变化的测量结果。结果表明，这种合金加热与应用程序的磁场周围的居里点，由于传统的磁热效应。相反，与马氏体相变相关的逆磁热效应导致绝热磁化引起的温度异常降低。我们还提供了磁化和比热数据，使测量的温度变化的热力学关系间接计算的值进行比较。在二阶顺磁-铁磁相变中的常规效应得到了很好的一致性。然而，在一级结构转变，在高场的测量值低于计算值。不可逆的热力学参数表明，这种差异是由于一级马氏体相变的不可逆性。
2007-04-10 cond-mat.mtrl-sci
Fluctuating local moments, itinerant electrons and the magnetocaloric effect: the compositional hypersensitivity of FeRh
我们描述了一个从头算的无序局域矩理论的材料淬火静态成分无序穿越一级磁相变。它定量地解释了变磁性变化和磁热效应。对于完全化学计量的B2有序FeRh，我们计算了铁磁-反铁磁转变的转变温度为$T_t =$ 495 K，在2 T下的最大等温熵变为$|ΔS|= 21.1$ J~K $^{-1}$ ~kg $^{-1}$ . $|ΔS|$的大部分（40\%）是电子的。这种转变是由竞争电子效应的精细平衡引起的，这种平衡会受到小的成分变化的干扰--例如，仅将2\%的Fe的“缺陷”交换到Rh亚晶格上，就会使$T_t$下降290 K。这种超敏性解释了过渡和杂质掺杂效应的窄组成范围。
2014-01-16 cond-mat.mtrl-sci
Two successive magneto-structural transformations and their relation to enhanced magnetocaloric effect for Ni55.3Mn19.7Ga25 Heusler alloy
本文报道了多晶Ni55.8Mn18.1Ga26.1Heusler合金中两个连续的磁结构转变（MSTs），包括马氏体和中间马氏体转变。得益于中间相提供的额外潜热，该合金具有较大的相变熵变ΔStr，约为28 J/kg K。此外，磁热效应（MCE）也已评估的麦克斯韦关系。在磁场变化为3 T时，Ni55.8Mn18.1Ga26.1合金的制冷量在室温附近可达72 J/kg，明显超过了许多Ni-Mn基Heusler合金的制冷量。增强MCE的机制被认为是负责这些多个转变，这可以在相对较宽的温度区间内维持明显的等温熵变ΔST。
2015-09-24 cond-mat.mtrl-sci
Tailoring magnetocaloric effect in all-d-metal Ni-Co-Mn-Ti Heusler alloys: a combined experimental and theoretical study
新型Ni-Co-Mn-Ti全金属Heusler合金由于其大的多元效应和增强的机械性能而令人兴奋。一系列这些化合物的优化热处理导致块体合金中非常急剧的相变，对于2 T的磁场变化，等温熵变高达38 J kg $^{-1}$ K $^{-1}$。通过光学显微镜对铸态和退火态试样的显微组织和相变进行了详细的研究，分析了铸态和退火态试样的差异。我们确定不同的晶粒结构，以及化学计量（在）均匀性的原因不同尖锐的马氏体相变后，理想和非理想退火。我们开发的合金设计规则调整的磁结构相变和具体评估的转变温度对外部施加的磁场（$\frac{dT_t}{μ_0dH}$）通过分析不同的化学计量的敏感性。然后，我们建立了一个相图，包括马氏体转变温度和奥氏体居里温度取决于不同的Co和Ti含量的e/a比。居里温度的演变与化学计量比的变化进行比较，其他Heusler系统。密度泛函理论计算揭示了T $_C$与奥氏体的化学计量以及有序状态的相关性。这种实验和理论相结合的方法允许有效地开发新系统，以实现有前途的磁热性能。直接绝热温度变化测量表明，在1.93 T的磁场变化下，Ni $_{35}$ Co $_{15}$ Mn $_{37}$ Ti $_{13}$的最大变化为-4 K。
2020-11-02 cond-mat.mtrl-sci
On the inverse and conventional magnetocaloric effects in MnRhAs single crystals
我们报告的磁性和磁热性能的MnRhAs单晶。三元砷化物表现出相当复杂的磁行为。Tt ~ 158 K时发生反铁磁（AFI）到铁磁（F）的一级变磁型转变，Tt ~196 K时发生铁磁（F）到反铁磁（AFII）的二级变磁型转变，T > TN = 238 K时发生顺磁型转变。利用麦克斯韦关系式和Clausius-Clapeyron方程计算了磁熵变。这两种方法进行了比较和讨论。MnRhAs中的AFI-F转变引起了有趣的高水平的负磁热效应。磁场变化0-1 T时，最大磁熵变约为3 J/kg K。对于足够高的磁场，可以覆盖低于158 K的磁热工作温度范围。F-AFII转变伴随着相对适度的MCE（在TC = 196 K下，对于5 T为-2.3 J/kg K），但它改善了工作温度范围以及磁热性质。MnRhAs单晶化合物可提供约900 J/kg的最小估计制冷剂容量
2016-10-06 cond-mat.mtrl-sci
Inverse magnetocaloric effect in ferromagnetic Ni-Mn-Sn alloys
顺磁材料的磁热效应（MCE）已被广泛应用于通过等温施加磁场并将其消除来获得非常低的温度。这种效应也可以通过使用最近发现的巨型MCE材料用于室温制冷。在这封信中，我们报告了一个相反的情况下，在镍锰锡合金，即施加一个磁场电磁，而不是删除它，导致样品冷却。已知这发生在一些金属间化合物中，对于这些金属间化合物，当施加场时可以诱导适度的熵增加，从而引起逆磁热效应。然而，一些铁磁Ni-Mn-Sn合金的熵变与巨MCE材料的熵变一样大，但符号相反。巨逆MCE起源于马氏体相变，该相变由于晶格参数的变化而修改磁交换相互作用。
2005-05-26 cond-mat.mtrl-sci
Effect of annealing on the magnetic, magnetocaloric and magnetoresistance properties of Ni-Co-Mn-Sb melt spun ribbons
系统研究了Ni 46 Co 4 Mn 38 Sb 12快淬薄带的结构、磁性、磁热和磁输运性能。退火后，初生薄带的部分有序的B2相转变为完全有序的L21相，这意味着系统中的原子有序性发生了相当大的变化。原子无序的存在下，作为自旋带引起较高的马氏体转变温度和较低的磁化强度相比，散装样品。然而，退火带有助于在很大程度上恢复整体性能。在磁热效应，交换偏置和磁电阻的显着变化已被观察到之间的自旋和退火的带，原子有序的功能，以及在Heusler系统的基本属性的作用。重要的是，该研究表明，人们可以通过制备熔融纺丝合金并使其经受适当的退火条件来降低磁滞损耗，这使它们能够成为实用的磁制冷剂。
2013-07-14 cond-mat.mtrl-sci
Measurement of pressure effects on the magnetic and the magnetocaloric properties of the intermetallic compounds R(Co1-xSix)2 [R=Dy and Er]
研究了外压对R（Co_（1-x）Six）_2 [R= Er，Dy，x=0，0.025和0.05]化合物磁性和磁热效应的影响。发现母体和Si取代化合物的有序化温度随压力的增加而降低。在所有化合物中，变磁转变的临界场随压力的增加而增加。可以看出，在母体化合物的磁热效应几乎是不敏感的压力，而有相当大的增强的情况下，Si取代的化合物。由于磁体积效应引起的自旋涨落在决定这些化合物的磁热效应的压力依赖性方面起着至关重要的作用。使用朗道理论的磁化数据的分析表明，朗道系数（C3）的大小与Si浓度降低，而它被发现与压力增加。等温磁熵变被发现表现在相同的方式作为C3，无论是与Si浓度（在环境压力下），以及与所施加的压力。
2006-08-08 cond-mat.mtrl-sci
Staircase effect in metamagnetic transitions of charge and orbitally ordered manganites
本文报道了反铁磁、电荷和轨道有序（AFCOO）锰氧化物中发生的特殊变磁相变。在非常低的温度下，这些化合物中的一些化合物的原始磁化曲线呈现出几个尖锐的台阶，从而产生阶梯状形状。这种阶梯效应被证明是敏感的各种实验参数。几个潜在的解释的楼梯效应进行了讨论，在这组结果。一个类似马氏体的情况下，涉及主导作用的轨道秩序的崩溃相关的结构扭曲，被认为是最合理的解释。
2003-03-28 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Wide temperature span of entropy change in first-order metamagnetic MnCo1-xFexSi
研究了MnCoxFe_（1-x）Si（x=0-0.5）化合物的晶体结构和磁性。随着Fe含量的增加，晶胞各向异性发生变化，磁性逐渐演化：居里温度不断降低，从低温螺旋反铁磁态到高温铁磁态的一级变磁转变逐渐消失，然后在低温区出现类自旋玻璃态和另一种反铁磁态.居里转变导致适度的常规熵变。变磁转变不仅在较低的外加磁场下产生比MnCoSi更大的负磁热效应，而且还产生非常大的Δ S（T）的温度跨度（对于H=5 T为103 K），这导致大的制冷剂容量。从晶体结构变化和磁弹耦合机制两个方面对这些现象进行了解释。低成本的MnCo 1-xFexSi化合物由于具有大的等温熵变和宽的工作温度范围而成为近室温磁制冷应用的有希望的候选者。
2013-09-25 cond-mat.mtrl-sci
Unusual rotating magnetocaloric effect in the hexagonal ErMnO3 single crystal
众所周知，具有低对称性的正交晶系RMnO 3多铁性材料（R =磁性稀土）由于其强的磁晶各向异性而表现出大的旋转磁热效应。在本文中，我们证明了六方晶系的ErMnO 3单晶也揭示了一个巨大的旋转磁热效应，可以通过旋转它们在恒定的磁场围绕其a或b轴。当磁场初始平行于c轴旋转ErMnO 3晶体时，在恒定磁场为2 T、5 T和7 T时，产生的熵变分别达到最大值7 J/kg K、17 J/kg K和20 J/kg K。这些值与一些最佳正交相所示的值相当或甚至更大。更有趣的是，所产生的各向异性热效应比六方晶系HoMnO 3单晶所表现出的热效应大约三倍。六方晶系ErMnO 3化合物中旋转磁热效应的增强源于Er 3+磁性亚晶格的独特性质。事实上，Er 3+的磁矩位于2a网站的经验，一阶变磁性转变接近3 K沿c轴导致在一个较窄的温度范围内的峰值磁热效应。相反，在ab平面内的Er 3+磁矩的（顺磁性）行为在更宽的温度范围内产生更大的磁热效应。因此，磁热效应各向异性在c和ab方向之间最大化，导致巨大的旋转磁热效应。
2018-11-14 cond-mat.mtrl-sci
Moment evolution across the ferromagnetic phase transition of giant magnetocaloric (Mn,Fe)2(P,Si,B) compounds
一个强大的电子重建，导致淬火的Fe磁矩最近已被预测为在起源的巨磁热效应所显示的Fe 2 P基材料。为了验证这一假设，对（Mn，Fe）_2（P，Si，B）体系的两种典型组分在Mn和Fe的L边进行了X射线磁圆二色性实验。Mn和Fe的二向色吸收光谱在一级铁磁转变附近被测量为元素特异性的。实验光谱与第一原理计算和电荷转移多重态模拟进行比较，以获得磁矩。即使观察到的变磁性行为的签名作为温度或磁场的函数，Mn和Fe的磁矩演变的相似性表明，淬火的Fe时刻比以前预测的要弱。
2014-10-20 cond-mat.mtrl-sci
Observation of inverse magnetocaloric effect in magnetic-field-induced austenite phase of Heusler Alloys Ni50-xCoxMn31.5Ga18.5 (x = 9 and 9.7)
采用磁热效应（MCE）、磁化强度、比热和磁致伸缩测量方法研究了Heusler合金Ni 50-xCoxMn 31.5Ga 18.5（x = 9和9.7）在脉冲和稳态强磁场下的磁热性能。从直接MCE测量Ni41Co9Mn31.5Ga18.5高达56 T，一个陡峭的温度下降观察到磁场诱导马氏体相变（MFIMT），指定为逆MCE。值得注意的是，这种逆MCE不仅在MFIMT中明显，而且在磁场诱导的奥氏体相中也明显。稳态高磁场下的比热测量表明，电子熵的磁场变化在这些材料的非常规磁热性质中起着主导作用。基于第一性原理对Ni41Co9Mn31.5Ga18.5和Ni45Co5Mn36.7In13.3进行的计算表明，Ni41Co9Mn31.5Ga18.5的磁场诱导的奥氏体相比Ni45Co5Mn36.7In13.3的奥氏体相更不稳定，并且其对轻微的四方形变敏感。我们的结论是，在磁场诱导的奥氏体相的逆MCE是通过显着的电子熵的变化，通过由外部施加的磁场诱导的四元畸变实现。
2021-03-06 cond-mat.mtrl-sci
Influence of Gd-rich precipitates on the martensitic transformation, magnetocaloric effect and mechanical properties of Ni-Mn-In Heusler alloys -- A comparative study
Technical University of Darmstadt（达姆施塔特工业大学）；Key Laboratory of Aerospace Materials and Performance (Ministry of Education), School of Materials Science and Engineering, Beihang University（北京航空航天大学材料科学与工程学院航空航天材料与性能教育部重点实验室）
本研究对比了相同相变温度和晶粒尺寸的单相Ni-Mn-Sn与双相Gd掺杂Ni-Mn-In合金，发现Gd析出物使力学强度提升100%且仅降低15%磁卡性能，揭示了晶粒细化对力学稳定性改善的显著贡献。
2023-02-22 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Magnetocaloric effect in Ni2(Mn,Cu)Ga0.84Al0.16 Heusler alloys
通过磁化强度和热测量研究了多晶Heusler化合物Ni2Mn0.75Cu0.25Ga0.84Al0.16的铁磁相变和Ni2Mn0.70Cu0.30Ga0.84Al0.16的磁结构相变，它们都是温度和磁场的函数。化合物Ni_2 Mn_（0.75）Cu_（0.25）Ga_（0.84）Al_（0.16）在磁取向结构中表现出较大的磁热效应，并对其原因进行了探讨。此外，在室温下，在0-1 T的磁场变化下，Ni 2 Mn 0.70Cu 0.30Ga 0.84Al 0.16显示出非常高的熵和绝热温度变化，尽管是不可逆的。与类似的Ni 2 MnGa基合金相比，改进的制冷剂容量也是30%Cu材料的一大亮点。
2020-08-02 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Design of reversible low-field magnetocaloric effect at room temperature in hexagonal MnMX ferromagnets
六方晶系MnMX基（M = Co或Ni，X = Si或Ge）铁磁体在一级磁结构转变时普遍存在巨磁热效应。然而，热滞后和磁结构转变对磁场的低灵敏度不可避免地导致低场磁热效应的相当大的不可逆性。在这项工作中，我们展示了一种替代的方式来实现可逆的低场磁热效应的MnMX基合金的二阶相变的优势。在MnCoGe合金中引入Cu后，高温下马氏体相变稳定，而正交相的居里温度降低到室温。结果，可以观察到具有可忽略的热滞后和大的磁化变化的二阶磁转变，从而实现大的可逆磁热效应。通过量热法和直接测量，在304 K下，在0-1 T的磁场变化下，得到了约1 K的可逆绝热温度变化，这比一级磁结构转变的温度变化要大。为了更好地了解这些实验结果的来源，我们进行了第一性原理计算来表征化学键和磁交换相互作用。我们的工作提供了一个新的理解MnCoGe合金，并指出了一个可行的路线，以提高低场磁热效应在MnMX系统的可逆性。
2019-09-19 cond-mat.mtrl-sci
Correlations among magnetic, magnetocaloric and magneto-transport properties in HoNiSi
研究了多晶HoNiSi的磁性、磁热和磁输运性质。该化合物在TN= 4.6K时具有反铁磁有序的正交晶系晶体结构。磁化等温线在小磁场下表现出曲率，揭示了磁场诱导的变磁性转变。磁热效应（MCE）已估计使用磁化数据，并发现为12.8 J/kg K为50 kOe的字段。磁场的施加降低了TN附近的电阻率，这导致大的负MR。已经发现MR的最大值在4K下对于50 kOe为-24%。在4K以下，化合物表现为正磁电阻，形状随磁场的变化而变化.
2014-11-08 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Phase-field modeling of paramagnetic austenite-ferromagnetic martensite transformation coupled with mechanics and micromagnetics
提出了一种模拟磁性马氏体相变的三维相场模型。该模型考虑了顺磁性立方奥氏体到铁磁性四方马氏体的转变，因为它发生在磁性Heusler合金，如Ni 2 MnGa中，并且基于具有温度依赖系数的Landau 2-3-4多项式。顺磁-铁磁转变是通过内插作为铁弹畴的序参量的函数的微磁能来捕获的。该模型是在真实空间的有限元（FE）方法数值实现。在马氏体状态的有限元模拟表明，该模型是能够正确地夺回铁弹和磁性微观结构，以及外部刺激的影响。模拟结果表明，当施加磁场或压应力时，顺磁奥氏体向铁磁马氏体转变向更高的温度移动。的相变温度的变化对外部刺激的强度的依赖性也被揭露。磁热材料中的相变的模拟对于高能效磁热冷却装置的开发具有高度兴趣。
2022-04-04 cond-mat.mtrl-sci
Machine Learning algorithms for optimization of magnetocaloric effect in all-d-metal Heusler alloys
本研究利用Random Forest回归模型和遗传算法优化全d金属Heusler合金的磁卡效应，成功在Ni-Co-Mn-Ti系统中发现具有最大磁化强度差异的合金，验证了机器学习结合遗传算法在材料发现中的有效性。
2024-09-22 cond-mat.mtrl-sci
Magnetocaloric effect in the intermetallic compound DyNi
对DyNi多晶样品进行了磁性和热容量的测量，DyNi多晶样品的晶型为正交晶系的FeB结构（空间群为Pnma）。该化合物具有铁磁性，居里温度为59 K。低温下的磁化场等温线显示出变磁转变的阶梯状行为特征。测量了在不同外加磁场下的等温磁熵变和绝热温度变化。在60 kOe的磁场下，熵变和温度变化的最大值分别为19 Jkg ~（-1）K ~（-1）和4.5 K。该化合物在低场下具有非共线的磁结构，其大的磁热效应归因于场诱导自旋翻转的变磁性。
2005-02-08 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Failure of the Maxwell relation for the quantification of caloric effects in ferroic materials
在相变附近的弹性热、电热和磁热材料中报道了巨热效应。通常，它们的熵变由麦克斯韦关系间接计算。我们报告这种方法的根本失败。以Ni-Mn-Ga磁性记忆合金为例进行了分析。外加磁场导致相变过程中形成的马氏体变体的磁致重取向。这导致了伪磁热效应，其仅在第二次重复测量时才消失。这种失败是普遍的，因为在麦克斯韦关系的普通标量评估中没有考虑所施加场的矢量特性。
2011-10-17 cond-mat.mtrl-sci
Vacancy-tuned paramagnetic/ferromagnetic martensitic transformation in Mn-poor Mn_{1-x}CoGe alloys
结果表明，在贫锰Mn_（1-x）CoGe合金（0 <= x <= 0.050）中，通过空位调节策略可以获得室温附近马氏体和奥氏体相居里温度之间的温度窗口。在此基础上，在该窗口内可以实现顺磁性奥氏体向具有大磁化差的铁磁性马氏体的转变。这引起磁场诱导马氏体相变和大的磁热效应在Mn 1-xCoGe系统。根据贫Mn的Co空位结构和相应的价电子浓度，讨论了相变温度的降低和相变热滞后的降低，以及马氏体和奥氏体的稳定居里温度的降低。
2010-05-02 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Structural and magnetic properties of MnCo1-xFexSi alloys
采用差示扫描量热仪（DSC）、X射线粉末衍射仪（XRD）和磁测量等方法研究了MnCo_（1-x）Fe_xSi（0 <= x <= 0.50）合金的晶体结构、马氏体相变和磁性能。在高温顺磁状态下，合金发生了由六方相的Ni 2 In型马氏体向TiNiSi型正交马氏体的转变。随Fe含量的增加，马氏体转变温度（TM）和马氏体居里温度（T_C^M）均降低。引入的Fe原子在Fe-Mn原子之间建立铁磁（FM）耦合，并破坏MnCoSi化合物中的双螺旋反铁磁（AFM）耦合，导致马氏体相的磁性从螺旋AFM状态转变为FM状态。对于x = 0.10，0.15和0.20的合金，在两种磁性状态之间观察到了变磁转变。提出了MnCo_（1-x）FexSi（0 <= x <= 0.50）合金的磁结构相图。
2015-03-04 cond-mat.mtrl-sci
A comparative study of HoSn1.1Ge0.9 and DySn1.1Ge0.9 compounds using magnetic, magneto-thermal and magneto-transport measurements
用不同的实验探针研究了HoSn_（1.1）Ge_（0.9）和DySn_（1.1）Ge_（0.9）多晶化合物。这两种化合物都是反铁磁性的，在低温下表现出变磁转变。HoSn 1.1Ge 0.9的磁热效应和磁电阻随磁场的变化具有明显的符号变化，这归因于变磁转变。DySn1.1Ge0.9显示出典型的反铁磁体的特征，证明了由磁化，MCE和MR数据。119 Sn穆斯堡尔谱研究显示在低温下超精细分裂，与磁化数据一致。热电功率和电阻率测量揭示了这些化合物中的金属行为。磁，磁热和磁阻数据清楚地表明，反铁磁耦合DySn1.1Ge0.9是强于HoSn1.1Ge0.9。
2014-11-12 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Effect of chemical and hydrostatic pressure on the coupled magnetostructural transition of Ni-Mn-In Heusler alloys
Ni-Mn-In磁性形状记忆Heusler合金在其一级马氏体相变时普遍存在较大的热滞，这阻碍了其在磁制冷领域的应用。通过优化Ni $_2$ Cu $_x$ Mn $_{1.4-x}$ In $_{0.6}$中的Cu含量，得到了Ni $_{2}$ Cu $_{0.2}$ Mn $_{1.2}$ In $_{0.6}$中马氏体相变的热滞仅为6 K。我们可以解释这个非常小的滞后马氏体和奥氏体相的界面处的一个几乎完美的惯习平面。流体静压的应用不会进一步降低滞后，但将马氏体转变移到接近室温。等温熵变不依赖于加热或冷却协议，并且与压力无关。在脉冲磁场下对Ni $_{2}$ Cu $_{0.2}$ Mn $_{1.2}$ In $_{0.6}$的磁热效应进行了研究，发现其最大绝热温度变化为-13 K.
2020-04-15 cond-mat.mtrl-sci
Reversible adiabatic temperature change in the shape memory Heusler alloy Ni2.2Mn0.8Ga: An effect of structural compatibility
Ni-Mn基形状记忆Heusler合金具有很强的磁热效应，有望在磁制冷技术中得到应用。它与一阶磁结构（马氏体）相变有关。我们对非化学计量比的Heusler合金Ni $_{2.2}$ Mn $_{0.8}$ Ga在其一阶磁结构相变附近的MCE进行了全面的研究。我们发现在重复的磁场循环下发生可逆的MCE。这种可逆行为可归因于马氏体相变的小热滞后。基于我们详细的温度依赖的X射线衍射数据的分析，我们证明了立方奥氏体和四方马氏体相的几何相容性。这一发现将可逆MCE行为直接与立方奥氏体和四方马氏体相之间的改进的几何相容性条件相关。该方法将有助于利用一级马氏体相变设计具有大可逆MCE的形状记忆Heusler合金。
2020-04-02 cond-mat.mtrl-sci
Characterization of the Magnetocaloric Effect in RMn6Sn6 including High Entropy Alloys
本文全面研究了RMn6Sn6 kagome磁体家族的磁热效应，分析了磁有序类型与变磁转变的影响，并扩展至高熵稀土合金，为增强低稀土含量可调磁性材料的MCE提供了指导原则。
2024-02-14 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
3D time-resolved analysis of the evolution metamagnetic phase transition in FeRh system
FeRh合金是研究一级磁相变的理想材料。FeRh从反铁磁态到铁磁态的相变伴随着铁磁团簇的成核、生长和合并。详细研究了铁磁相的演化，并区分了其各个阶段。静态性能和相变动力学（磁化强度的时间依赖性）进行了研究。一个全面的分析，使我们能够确定铁磁相的形核区域和相生长的主要特点。此外，导致铁磁相生长速率变化的机制（限制效应和磁热效应）被确定。结果表明，相变演化的主导机制随样品微观结构的变化而变化。
2022-11-29 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Magnetic ground state, critical analysis of magnetization, and large magnetocaloric effect in the ferromagnetically coupled kagome lattice YCa$_3$(MnO)$_3$(BO$_3$)$_4$
研究结合实验与密度泛函计算，揭示 kagome 晶格 YCa$_3$(MnO)$_3$(BO$_3$)$_4$ 的阻挫磁性、低温二级铁磁相变及优异磁热性能。
2025-07-26 cond-mat.mtrl-sci
Anomalous magnetoresistance and magnetocaloric properties of NdRu2Ge2
发现多晶NdRu_2Ge_2在Tt=10 K和TN=19 K时经历了两次连续的磁转变。在反铁磁区的磁化等温线数据中检测到变磁性转变的证据。磁电阻（MR）的温度依赖性表明，在TN和Tt的MR的相对大小的变化相当大的磁场从10 kOe增加到30 kOe。此外，MR被发现是积极的低于9 K为30 kOe的领域，虽然材料是铁磁性在这些温度下。TN附近的负MR在30 kOe的磁场中最高值约为42%，而在50 kOe的磁场中，在3 K的磁场中正MR约为35%。与MR一样，TN和Tt处的磁热效应也表现出异常行为。在这些温度下的MCE的相对大小被发现随场的增加而变化。TN以下的高场（>10 kOe）磁态是复杂的，会产生一些类似反铁磁的涨落，影响MR和MCE行为。
2012-10-05 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Effect of A-site ionic radius on metamagnetic transition in charge ordered $Sm_{0.5}(Ca_{0.5-y}Sr_{y})MnO_3$ compounds
我们研究了多晶$Sm_{0.5}(Ca_{0.5-y}Sr_{y})MnO_3$ $(y = 0, 0.1, 0.2, 0.25, 0.3, 0.5)$化合物的等温磁化强度和电阻率的超锐跳变。临界场$(H_{cr})$随Sr浓度的增加而减小，即随A位离子平均半径$\langle r_A\rangle$的增加而减小。磁输运数据表明，相分离随着$\langle r_A\rangle$的增加而增加，即随着$y$的增加而增加。$H_{cr}$与磁场扫描速率的关系表明，从反铁磁（AFM）态到铁磁（FM）态的超锐跃迁本质上是马氏体的。我们的双带双交换模型的哈密顿计算表明，'Sr'掺杂诱导的铁磁集团在反铁磁绝缘相，并反过来降低了临界场。最后，我们提出了从我们的实验和理论研究相结合的唯象图像。
2019-03-27 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Stable magnetostructural coupling with tunable magnetoresponsive effects in hexagonal phase-transition ferromagnets
在马氏体相变系统中，结构相变和磁相变之间的磁结构耦合对磁响应效应起着至关重要的作用。基于这种耦合的各种磁响应效应的组合可以促进主体材料的多功能应用。在这里，我们证明了一种可能性，以获得一个稳定的磁结构耦合在一个广泛的温度窗口从350至70 K，显示可调的磁响应效应，同时操纵的相稳定性和磁结构的基础上，通过适当的化学取代铁在MnNiGe。所得MnNiGe：Fe表现出从顺磁性奥氏体到铁磁性马氏体的磁场诱导马氏体转变，其特征在于（i）大的体积增加，（ii）明显的磁化强度变化，（iii）小的热滞后和（iv）巨大的负磁热效应。结果表明，在六方结构的相变系统中，可以实现稳定的磁结构耦合，从而获得宽调谐范围的磁响应效应。
2012-02-21 cond-mat.mtrl-sci
Measurement independent magnetocaloric effect in Mn-rich Mn-Fe-Ni-Sn(Sb/In) Heusler alloys
在保持总价电子浓度（e/a）不变的条件下，系统研究了富Mn Fe掺杂的Mn-Fe-Ni-Sn（Sb/In）Heusler合金的磁结构转变.马氏体转变（MT）温度被发现通过以下的比例关系与单独的磁性元素的e/a比移动。用三种不同的测量方法（等磁场磁化强度（M）-温度（T）、等温磁化强度-磁场（H）和热容（HC）-温度（T））对所选样品（Mn 49 FeNi 40 Sn 9 In）的磁熵变进行了估算。我们观察到，虽然磁熵变的峰值随测量方法的不同而变化，但磁熵变随T曲线的展宽形状和相应的冷却功率（~140 Jkg-1）保持不变。通过间接测量温度变化，得到了约-2.6K的等效绝热温度变化。在5 K时，其中一种材料的交换偏置场为783 Oe，磁电阻为-30%。
2018-11-25 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Ferromagnetic and metamagnetic transitions in itinerant electron systems: a microscopic study
本文通过微观研究揭示了巡游铁磁系统在化学势、磁场和温度空间中的丰富相图，发现多种翼状结构和Lifshitz转变，并用态密度及次近邻跃迁引起的粒子-空穴对称性破缺解释其机制，为理解UGe2等实际材料提供理论依据。
2023-07-12 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Multiple magnetic interactions and large inverse magnetocaloric effect in TbSi and TbSi$_{0.6}$Ge$_{0.4}$
Ames National Laboratory of the U.S. Department of Energy, Iowa State University（美国能源局阿姆斯国家实验室，爱荷华州立大学）
TbSi和TbSi$_{0.6}$Ge$_{0.4}$表现出多重磁相互作用和大逆磁卡效应，其磁相变特性及磁致伸缩行为被详细研究。
2024-05-10 cond-mat.mtrl-sci
Relative Cooling Power Enhancement by Tuning Magneto-structural Stability in Ni-Mn-In Heusler Alloys
非化学计量比Ni $_2$ MnIn Heusler合金由于其与一级磁结构转变相关的大的磁热熵变而引起最近的关注。在这里，我们目前的晶体结构，量热和磁性研究的三个组成部分。温度依赖的X-射线衍射显示出从6 M调制单斜晶系到L2 $_1$立方晶系的明显结构转变。通过微小的成分变化调节磁性和结构稳定性，测量结果在数量上接近预测值，（$T_m$）温度和奥氏体居里温度（$T_C$），虽然最大磁致熵变（$ΔS_{max}$）减少在同一时间观察到。研究结果为实际活性物质的设计提供了可靠的磁致熵变和磁致熵变的评价指标。
2018-01-17 cond-mat.mtrl-sci
Multiple first order transitions and associated room temperature magneto-functionality in Ni2.048Mn1.312In0.64
目前的工作报告中观察到的多个磁性转变的镍过量铁磁形状记忆合金与标称成分Ni $_{2.048}$ Mn $_{1.312}$在$_{0.64}$。磁化强度数据揭示了两个不同的热磁共振与两个不同的相变在不同的温度区域。高温磁滞是由于马氏体相变，而低温磁滞发生在磁异常周围，这表明在马氏体内从类顺磁状态到铁磁基态的转变。清晰的热滞后以及Arrott曲线的曲率的符号证实了{两种转变的\it一阶性质}。此外，发现所研究的合金具有丰富的功能，在这两个磁滞区（分别为300 K和195 K）附近观察到大的磁阻（在80 kOe时为-45\%和-4\%）和磁热效应（在50 kOe时为+16.7J.kg $^{-1}$. K $^{-1}$和-2.25 J.kg $^{-1}$ .K $^{-1}$）。
2015-12-30 cond-mat.mtrl-sci
Unraveling the magnetic interactions and spin state in insulating Sr$_{2-x}$La$_x$CoNbO$_6$
我们研究了Sr $_{2-x}$ La $_x$ CoNbO $_6$（$x=$ 0- 1）双钙钛矿的结构、磁性和自旋态转变以及磁热性质。在$x$ $\geqslant$ 0.6处从四方相到单斜相的结构转变以及（101）/（103）超晶格反射和拉曼活性模的演化表明$x$增强了B位有序。磁化率数据表明，T $_{\rm N}$ $\approx$为9--15 K的$x$ $\geqslant$ 0.6从弱铁磁有序向反铁磁有序转变。有趣的是，由于高自旋Co $^{2+}$的增加，La取代驱动到更绝缘的状态，而在Co $^{3+}$中观察到从高自旋到中/低自旋状态与$x$的自旋状态交叉。我们讨论了复杂的磁相互作用和系统中的各种Co自旋态的存在之间的相关性。此外，由于FM和AFM相互作用之间的竞争，以及从常规到逆磁热效应的交叉的变磁性质的出现已被证明通过详细分析的温度和磁场依赖的磁熵的变化。
2020-03-09 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Antisite Disorder-induced Exchange Bias Effect in Multiferroic Y2CoMnO6
本文报道了铁磁双钙钛矿化合物Y $_2$ CoMnO $_6$中的交换偏置效应。在低于8 K时观察到的交换偏置被解释为由于该材料中{ \it反位}无序所产生的铁磁和反铁磁团簇之间的界面效应而产生的。在低于8 K的温度下，观察到明显的铁磁磁滞回线和明显的矫顽场，矫顽场为$H_c \approx$ 10 kOe，其$T_c \approx$为75 K。一个模型的基础上克服结构钉扎磁界面，这非常类似于马氏体相变的弹性能的铁磁畴的增长，是适应解释所观察到的效果。{ \it antisite}无序在形成导致交换偏置效应的畴结构中的作用在本工作中被强调。
2015-01-08 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
Magnetization, dielectric and thermal studies in the double perovskite polycrystalline compound Tm2CoMnO6
本文综合研究多晶 Tm2CoMnO6 的结构、磁、介电和热性质，揭示其一级磁转变、低温变磁行为、可能的磁结构耦合及显著本征磁热效应。
2023-07-11 cond-mat.mtrl-sci
Enhanced deep-freezing magneto- and elasto-caloric effects by modifying lattice anharmonicity and electronic structures
针对NiMnIn合金深冷温区磁热与弹热性能受限问题，提出Cu和Ga共掺杂策略，通过降低晶格非谐性、增大晶格熵变并优化电子结构，实现了高制冷容量与低滞后损耗，为固态深冷制冷提供可行方案。
2025-02-26 cond-mat.mtrl-sci
