(La0.9Gd0.1)0.85Ag0.15MnO3 Manyetik Soğutucu Malzemede Kısmi Gd Değişiminin Yapısal, Manyetik ve Manyetik Soğutma Özellikleri Üzerine Etkisi

Bu çalışmada La ile Gd yer değiştirmesinin, sol-jel yöntemi ile üretilmiş, (La0.9Gd0.1)0.85Ag0.15MnO3 manyetik soğutucu örneğinde yapısal manyetik ve manyetik soğutucu özellikler üzerine olan etkileri araştırılmıştır. X-ışınları kırınım tekniğiyle çalışılmış olan kristal yapı R3 ̅c uzay gruplu rombohedral yapıdadır. Fakat GdMn2O5 yapısına ait küçük miktardaki yansımalar da belirlenmiştir. SEM (Taramalı Elektron Mikroskobu)-EDS (Enerji Kırınımlı x-ışınları kırınımı Spektrumu) sonuçları örneğin kare yapılı taneciklerden oluştuğunu ve beklenen tüm elementleri içerdiğini göstermiştir. Sıcaklığa bağlı manyetizasyon ölçümlerinden, sıcaklığın arttırılması ile ferromanyetik fazdan paramanyetik faza doğru gerçekleşen bir manyetik faz geçişi (TC = 190 K) gözlemlenmiştir. İzotermal koşullardaki, uygulanan alana bağlı manyetizasyon ölçümleri faz geçişinin doğasının ikinci dereceden olduğunu göstermiştir. En yüksek Manyetik Entropi Değişim değeri (ΔSM) 50 kOe dış manyetik alan altında 2.5 J/kgK şeklinde hesaplanmıştır.

Anahtar Kelimeler:

Curie sıcaklığı, Manyetik entropi değişimi, Manyetik soğutma teknolojisi

PDF

___

1. Gschneidner K.A. ve Pecharsky V.K. ve ark. (1996) Rare Earths: Science, Technology & Applications iii; The Minerals, Metals and Materials Society Warrendale Yayınları P.A. A.B.D. 41: 213s.
2. Gschneidner K.A., Pecharsky V.K., Pecharsky A.O. ve Zimm C.B. (1999). Recent developments in magnetic refrigeration, in Rare Earths '98, Woodward, R. C., ed., 5: 69-73.
3. Tishin A.M., Derkach A.V., Spichkin Y.I., Kuz’min M.D., Chernyshov A.S., Gschneidner K.A. ve Pecharsky V.K., (2007). Experimental critical exponents of "pure" ferromagnets: the cost of excessive proximity to TC may be too high. Journal of Magnetism and Magnetic Materials 310: 2800-2812.
4. Ayaş A.O., Akyol M., Çetin S.K., Akça G., Ekicibil A. ve Özçelik B., (2015). Magnetocaloric Properties of La0.85Ag0.15MnO3 and (La0.80Pr0.20)0.85Ag0.15MnO3 Compounds. Journal of Superconductivity and Novel Magnetism 28: 1649-1653.
5. Kılıç Ç. S., Güneş M., Ekicibil A., Farle M., (2015). Magnetocaloric effect in (La1-xSmx) 0.67Pb 0.33MnO 3 (0≤ x≤0.3) manganites near room temperature. Journal of Alloys and Compounds 650: 285-292.
6. Tishin A.M., (2007). Magnetocaloric effect: Current situation and future trends. Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 5: 351-357.
7. Ayaş A.O., Akyol M. ve Ekicibil A., (2016). Structural and magnetic properties with large reversible magnetocaloric effect in (La1-xPrx)0.85Ag0.15MnO3 (0.0 ≤ x ≤ 0.5) compounds. Philosophical Magazine 96: p. 922.
8. Phan M.-H. ve Yu S.-C., (2007). Review of the magnetocaloric effect in manganite materials. Journal of Magnetism and Magnetic Materials 308: p. 325.
9. Zener C., (1951). Interaction Between the d Shells in the Transition Metals. Physical Review 82: 440-443.
10. Millis A.J., Littlewood P.B. ve Shraiman B.I., (1995). Double Exchange Alone Does Not Explain the Resistivity of La1−xSrxMnO3. Physical Review Letters 74: 5144-5147.
11. Goodenough J.B., Wold A., Arnott R.J. ve Menyuk N., (1961). Relationship Between Crystal Symmetry and Magnetic Properties of Ionic Compounds Containing Mn3+. Physical Review 124: 373-384.
12. Selmi A., M'Nassri R., Cheikhrouhou-Koubaa W., Boudjada N.C. ve Cheikhrouhou A., (2015). Effects of partial Mn-substitution on magnetic and magnetocaloric properties in Pr0.7Ca0.3Mn0.95X0.05O3 (Cr, Ni, Co and Fe) manganites. Journal of Alloys and Compounds 619: p. 627.
13. Hao C., Zhao B., Huang Y., Kuang G. ve Sun Y., (2011). A-site-disorder-dependent magnetocaloric properties in the mono-valent-metal doped La0.7Ca0.3MnO3 manganites. Journal of Alloys and Compounds 509: 5877-5881.
14. M’nassri R. and Cheikhrouhou A., (2014). Evolution of Magnetocaloric Behavior in Oxygen Deficient La2/3Ba1/3MnO3−δ Manganites. Journal of Superconductivity and Novel Magnetism 27: 1463-1468.
15. Nassri R.M., Cheikhrouhou-Koubaa W., Koubaa M. ve Cheikhrouhou A., (2012). Effect of strontium substitution on the physical properties of Nd0.5Ca0.5−xSrxMnO3 (0.0≤x≤0.5) manganites. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering 28: p. 012050.
16. M’nassri R., Cheikhrouhou-Koubaa W., Boudjada N. ve Cheikhrouhou A., (2013). Effect of Ni Doping on the Structural, Magnetic and Magnetocaloric Properties of Pr0.7Ca0.3Mn1−yNiyO3 Manganites. Journal of Superconductivity and Novel Magnetism 26: p. 1429.
17. Ayaş A.O., Akyol M., Çetin K. S., Kaya M., Dinçer İ., Ekicibil A. ve Elerman Y., (2017). Room temperature magnetocaloric effect in Pr1.75Sr1.25Mn2O7 double-layered perovskite manganite system. Philosophical Magazine 97:9: 671-682.
18. Muñoz A., Alonso J.A., Martínez-Lope M.J., Pomjakushin V. ve André G., (2012). On the magnetic structure of PrMn2O5: a neutron diffraction study. Journal of Physics: Condensed Matter 24: 076003-076011.
19. Ayaş A.O., Akyol M. ve Ekicibil A. (2016). Structural and magnetic properties with large reversible magnetocaloric effect in (La1-xPrx)0.85Ag0.15MnO3 (0.0 ≤ x ≤ 0.5) compounds. Philosophical Magazine 96: p. 922-937.
20. Shannon R.D., (1976). Revised effective ionic radii and systematic studies of interatomic distances in halides and chalcogenides. Acta Crystallographica Section A 32: 751-767.
21. Kolat V.S., İzgi T., Kaya A. O., Bayri N., Gencer H., ve Atalay S., (2010). Metamagnetic transition and magnetocaloric effect in charge-ordered Pr0.68Ca0.32−xSrxMnO3 (x=0, 0.1, 0.18, 0.26 and 0.32) compounds. J. Magn. Magn. Mater. 322:427–433.
22. Joy P.A., Kumar P.S.A. ve Date S.K., (1998). The relationship between field-cooled and zero-field-cooled susceptibilities of some ordered magnetic systems. Journal of Physics-Condensed Matter 10: 11049-11054.
23. Taşarkuyu E., Coşkun A., Irmak A. E., Aktürk S., Ünlü G., Samancıoğlu Y., Yücel A., Sarıkürkçü C., Aksoy S. ve Acet M., (2011). Effect of high temperature sintering on the structural and the magnetic properties of La1.4Ca1.6Mn2O7. Journal of Alloys and Compounds 509: p. 3717-3722.