Полимерный мультикалорический композит Fe-Rh / PVDF

А.А. Амиров, Д.М. Юсупов, К.В. Соболев показать трудоустройства и электронную почту
Получена: 11 апреля 2021; Исправлена: 05 мая 2021; Принята: 06 мая 2021
Цитирование: А.А. Амиров, Д.М. Юсупов, К.В. Соболев. Полимерный мультикалорический композит Fe-Rh / PVDF. Письма о материалах. 2021. Т.11. №2. С.213-217
BibTex   https://doi.org/10.22226/2410-3535-2021-2-213-217

Аннотация

Технологическая схема получения полимерного композита Fe-Rh/PVDFРазработан технологический протокол и изготовлен методом растворения полимерный магнитоэлектрический композит Fe-Rh / PVDF типа связности 0 – 3, состоящий из микрочастиц магнитокалорического сплава Fe50Rh50, распределенных в полимерной пьезоэлектрической матрице поливинилденфторида. Частицы Fe50Rh50 использованные для изготовления композита были получены из заготовки соответствующего состава механическим способом. Средний размер частиц Fe50Rh50 полученных в результате механической обработки составил 50 мкм. Рентгеноструктурный анализ полученного композита Fe-Rh / PVDF подтвердил наличие электроактивной β- фазы поливинилденфторида и упорядоченной B2 фазы, соответствующей кристаллической структуре с объемноцентрированной кристаллической решеткой Fe50Rh50, при которых могут наблюдаться магнитоэлектрические и мультикалорические эффекты. Обнаружено, что температура перехода из антиферромагнитного состояния в ферромагнитное для частиц Fe50Rh50 смещается в сторону высоких температур в область ≈500 К в результате механического воздействия в процессе получения порошка Fe50Rh50, а в области ≈670 K наблюдается переход из ферромагнитного состояния в парамагнитное. Было продемонстрировано, что отжиг порошка Fe50Rh50 при температуре ≈1000°С в течение 20 минут способен восстановить магнитные свойства близкие к объемному образцу аналогичного состава. Следует отметить, что отжиг при таком протоколе не позволяет полностью перевести разупорядоченную фазу, соответствующую кристаллической структуре с гранецентрированной кубической решеткой в упорядоченное состояние с объемноцентрированной кристаллической решёткой, что видно из данных магнитных и рентгеноструктурных измерений. Для композита Fe-Rh / PVDF наблюдается широкий магнитный фазовый переход ≈387 K (АФМ-ФМ) в процессе нагрева и ≈364 К (ФМ-АФМ) в процессе охлаждения, который совпадает с результатами магнитных измерений, полученных для частиц Fe50Rh50, прошедших термообработку. Предложенный метод может быть использован для дизайна новых композитных магнитоэлектрических композитов с калорическими эффектами.

Ссылки (17)

1. M. Schwartz. Encyclopedia of smart materials. Wiley Online Library (2003). Crossref
2. E. Stern-Taulats, T. Castán, L. Mañosa, A. Planes, N. D. Mathur, X. Moya. MRS Bull. 43, 295 (2018). Crossref
3. V. M. Andrade, A. Amirov, D. Yusupov, B. Pimentel, N. Barroca, A. L. Pires, J. H. Belo, A. M. Pereira, M. A. Valente, J. P. Araújo, M. S. Reis. Sci. Rep. 9, 18308 (2019). Crossref
4. C.-W. Nan, M. I. Bichurin, S. Dong, D. Viehland, G. Srinivasan. J. Appl. Phys. 103, 31101 (2008). Crossref
5. A. A. Amirov, V. V. Rodionov, I. A. Starkov, A. S. Starkov, A. M. Aliev. J. Magn. Magn. Mater. 470, 77 (2019). Crossref
6. A. A. Amirov, D. M. Yusupov, A. M. Mukhuchev, A. Zhukov, V. Zhukova, V. V. Rodionova, A. M. Aliev. J. Magn. Magn. Mater. 510, 166884 (2020). Crossref
7. I. Starkov, A. Amirov, L. Khanov, A. Starkov. Ferroelectrics. 569, 222 (2020). Crossref
8. A. A. Amirov, A. S. Starkov, I. A. Starkov, A. P. Kamantsev, V. V. Rodionov. Lett. Mater. 8, 353 (2018). (in Russian) [А. Амиров, А. С. Старков, И. А. Старков, А. П. Каманцев, В. В. Родионов. Письма о материалах. 8, 353 (2018).]. Crossref
9. Y. Liu, L. C. Phillips, R. Mattana, M. Bibes, A. Barthélémy, B. Dkhil. Nat. Commun. 7, 11614 (2016). Crossref
10. A. Chirkova, K. P. Skokov, L. Schultz, N. V. Baranov, O. Gutfleisch, T. G. Woodcock. Acta Mater. 106, 15 (2016). Crossref
11. X. Li, S.-G. Lu, X. Qian, M. Lin, Q. M. Zhang. Electrocaloric Polymers. In: Electrocaloric Materials. Engineering Materials (ed. by T. Correia, Q. Zhang), vol. 34. Springer, Berlin, Heidelberg (2014) pp. 107-124. Crossref
12. C. Ribeiro, C. M. Costa, D. M. Correia, J. Nunes-Pereira, J. Oliveira, P. Martins, R. Gonçalves, V. F. Cardoso, S. Lanceros-Méndez. Nat. Protoc. 13, 681 (2018). Crossref
13. J. M. Lommel, J. S. Kouvel. J. Appl. Phys. 38, 1263 (1967). Crossref
14. E. Navarro, A. R. Yavari, A. Hernando. Nanostructured Mater. 11, 81 (1999). Crossref
15. Q. B. Hu, J. Li, C. C. Wang, Z. J. Zhou, Q. Q. Cao, T. J. Zhou, D. H. Wang, Y. W. Du. Appl. Phys. Lett. 110, 1 (2017). Crossref
16. H. S. Kim, D. W. Lee, D. H. Kim, D. S. Kong, J. Choi, M. Lee, G. Murillo, J. H. Jung. Nanomaterials. 8 (10), 777 (2018). Crossref
17. S. A. Nikitin, M. P. Annaorazov, V. Y. Bodriakov, A. L. Tyurin. Phys. Lett. A. 176, 275 (1993). Crossref

Другие статьи на эту тему

Финансирование