Nano grafen içeren La0.7Ca0.3MnO3 perovskit kompozitlerin üretimi ve manyetokalorik özelliklerinin incelenmesi

Abstract

La0.7Ca0.3MnO3 perovskit ve GNP katkılı bileşikleri, ıslak kimyasal yöntem kullanılarak üretildi. La0.7Ca0.3MnO3: GNP bileşiklerin yapısal, manyetik ve manyetokalorik özellikleri, GNP içeriklerinin etkisini belirlemek için incelenmiştir. XRD analizinin sonuçları, sentezlenen tozların neredeyse saf faz ortorombik La0.7Ca0.3MnO3'e endekslenebilileceğini göstermektedir. Manyetik ölçümler, % 0.7 ve % 1 GNP miktarlarının Curie sıcaklığında (TC) bir artışa neden olduğunu ve daha büyük GNP miktarları için TC'nin, % 10 GNP içeren numune hariç, monoton şekilde azaldığını göstermektedir. Arrott çizgilerinden elde edilen sonuçlar, numunelerin manyetik faz geçişinin, artan GNP miktarıyla birinci dereceden ikinci dereceye dönüştüğünü göstermektedir. Manyetokalorik özelliklerde meydana gelen değişiklikler, yapısal analiz yoluyla perovskit faz oluşumları olarak yorumlanmaktadır. Oksit tozlardaki grafen nano-katmanların miktarı gözlemlenen manyetokalorik özelliklerle uyumludur. En iyi manyetokalorik özellikler, 3.99 Jkg−1K−1 manyetik entropi değişimi ve 90 Jkg−1 soğutma kapasitesiyle 2 T manyetik alan altında elde edilmiştir.

La0.7Ca0.3MnO3 perovskite and its composites with graphene nanoplatelet (GNP) were prepared using a wet chemical method. The structural, magnetic and magnetocaloric properties of La0.7Ca0.3MnO3: GNP composites were investigated to determine the effect of GNPs. The results of XRD analysis show that the synthesised powders can be almost indexed to pure phase orthorhombic La0.7Ca0.3MnO3. The magnetic measurements demonstrate that 0.7 and 1% GNP amounts cause an increase in the Curie temperature (TC), and for larger amounts of GNP, the TC monotonically decreases, except for the sample with 10% GNP. The results obtained from the Arrott plots show that the magnetic phase transition of the samples transforms from the first to second order with increasing GNP amount. The changes in the magnetocaloric properties are interpreted in terms of perovskite phase formations via structural analysis. The amounts of graphene nanoplatelets in the oxide powders are correlated with the observed magnetocaloric properties. The best magnetocaloric performance with the maximum magnetic entropy change of 3.99 Jkg−1K−1 and refrigeration capacity of 90 Jkg−1 was obtained at a 2 T magnetic field.