Co-tabanlı (Co0,402Fe0,201Ni0,067B0,227Si0,053Nb0,05)100-xCux (x = 0-1) camsı alaşımların manyetokalorik ve manyetodirenç özelliklerinin incelenmesi

Abstract

Bu çalışmada, Co tabanlı (Co0,402Fe0,201Ni0,067B0,227Si0,053Nb0,05)100-xCux (x = 0, 0,5, 0,75, 1) amorf şeritlerin manyetokalorik ve manyetik direnç özellikleri araştırılmıştır. Alaşıma Cu katkısı, kristalleştirme sıcaklığı (Tx) ve Curie sıcaklığı (Tc) değerlerini değiştirmiştir.. Alaşımların doyum mıknatıslanması (Ms) ve sıfırlayıcı alan (Hc) değerlerinin 65,51-38,49 emu/g ve 6,84-1,99 A/m aralığında olduğu görülmüştür. 0-2,2 T manyetik alan değişimi altında (Co0,402Fe0,201Ni0,067B0,227Si0,053Nb0,05)100-xCux (x=0, 0,5, 0,75, 1) camsı şeritlerin maksimum manyetik entropi değişimi (-ΔSM)maks değerleri sırasıyla 0,77, 0,71, 0,89 ve 0,67 Jkg-1K-1 olarak hesaplanmıştır. Camsı şerit alaşımlar için soğutma kapasitesi (RC) değerleri, daha önce çalışılmış Fe tabanlı Fe80B10Zr9Cu1, (Fe0,76B0,24)96Nb4 ve Fe82Ni2Zr6B10 metalik camların RC değerleriyle karşılaştırılabilir düzeydedir. 1 T manyetik alan altında maksimum manyetik direnç %MR değerleri Curie sıcaklıkları yakınında (Co0,402Fe0,201Ni0,067B0,227Si0,053Nb0,05)100-xCux (x=0, 0,5, 0,75,1) camsı şeritleri için sırasıyla % 110,35, % 37,48, % 22,58 ve % 1 olarak bulunmuştur. Üretilen malzemeler uygun manyetik soğutma kapasitesi (RC) değelerine, ihmal edilebilir histeresise, iyi termal kararlılığa ve büyük manyetik direnç değerlerine sahiptir. Elde edilen tüm bu sonuçlara göre, bu camsı alaşımların 450-600 K sıcaklık aralığında yüksek sıcaklık manyetik soğutucusu olarak kullanılabileceği ve gösterdiği % MR değerleriyle de çok fonksiyonlu bir malzeme olduğu söylenebilir.

In this work, the magnetocaloric and magnetoresistance properties of amorphous Co-based (Co0,402Fe0,201Ni0,067B0,227Si0,053Nb0,05)100-xCux (x = 0, 0,5, 0,75, 1) ribbons were investigated. Cu additions changed the crystallisation temperature (Tx) and the Curie temperature (Tc). The saturation magnetisation (Ms) and coercivity (Hc) for alloys were in the range of 65,51–38,49 emu/g and 1,99–6,84 A/m, respectively. Under an applied magnetic field change of 2,2 T, the (-ΔSM)maks for (Co0,402Fe0,201Ni0,067B0,227Si0,053Nb0,05)100-xCux with x = 0, 0,5, 0,75 and 1 are 0,77, 0,71, 0,89 and 0,67 Jkg−1 K−1, respectively. The values of refrigeration capacity (RC) for the as-spun glassy alloys are comparable with those of previously studied Fe-based metallic glasses such as Fe80B10Zr9Cu1, (Fe0,76B0,24)96Nb4 and Fe82Ni2Zr6B10. In addition, the maximum magnetoresistance (MR) values for (Co0,402Fe0,201Ni0,067B0,227Si0,053Nb0,05)100-xCux with x = 0, 0,5, 0,75 and 1 are found to be 110,35 %, 37,48 %, 22,58 % and 1 % around the Curie temperatures under an applied magnetic field change of 1 T, respectively. With good RC, negligible hysteresis due to very low coercivity values and large magnetoresistance, these Co-based amorphous alloys can be used as the high temperature magnetic refrigerants and multifunctional applications working in the temperature range of 450–600 K.