A COMPARATIVE STUDY OF MAGNETIC CHARACTERIZATION FOR MAGNETOCALORIC MATERIALS
Date
2024-12-14
Authors
Nihal Mahmoud Abd Alhamed Abuassba
نهال محمود عبد الحميد ابو عصبه
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Al-Quds University
Abstract
The demand for an alternative to traditional refrigeration systems has grown during a period of rising energy consumption, which is predicted to triple by 2050. This is particularly true given that traditional refrigerators contribute to the ozone layer's thinning. However, research is still ongoing to obtain the best magnetic material and overcome the materials relating issues like mechanical stability, hysteresis/reversibility, or formability. This thesis presents the current trend of magnetocaloric materials and highlights the top families of compounds and alloys that have received attention in recent years. It also introduces a comparative analysis of the magnetocaloric and magnetic properties of the current trend materials (La(Fe,Si)13, Ni2–Mn-X-based Heusler alloys (H•A•s), and the High entropy alloys (HEAs)) according to their physical form, synthesis method, the elements of compounds and their proportions, and the effect of doping on those properties. In Ni2MnGa, the bulk single crystal and polycrystalline bulk show good magnetocaloric properties in contrast to the microwires and nanowires. And in La(Fe,Si)13, the melt spinning and ball milling show huge quantities of La(Fe,Si)13 with a high purity in a very short amount of annealing time in contrast to the arc melting, which shows a large annealing time due to the slow cooling process. Also, the Curie temperature of La(Fe,Si)13 can be increased by doping with Al or the light element H as a result of the strong exchange interaction that overcomes the kinetic energy of the itinerant electrons. In contrast to RE-free High entropy alloys, which exhibit a Curie temperature near room temperature but a small magnetic entropy change, RE-based High entropy alloys exhibit a low Curie temperature because of the weak exchange interaction and large magnetic entropy change caused by the large magnetic moments present in the rare earth elements. This study focused on the bulk properties of those MCE materials. To examine structural and magnetic properties in detail, one can use advanced techniques like X-ray absorption spectroscopy, high magnetic field measurements, and neutron scattering because they provide localized information and focus on specific atomic and magnetic environments.
ازداد الطلب على بديل لأنظمة التبريد التقليدية خلال فترة ارتفاع استهلاك الطاقة، والذي من المتوقع أن يتضاعف ثلاث مرات بحلول عام 2050. وهذا صحيح بشكل خاص نظراً لأن الثلاجات التقليدية تساهم في ثقب طبقة الأوزون. ومع ذلك، لا يزال البحث مستمرًا للحصول على أفضل المواد المغناطيسية والتغلب على المشكلات المتعلقة بالمواد مثل الثبات الميكانيكي أو التباطؤ أو قابلية التشكيل. تعرض هذه الدراسة الاتجاه الحالي للمواد المغناطيسية وتسلط الضوء على أفضل المركبات والسبائك التي حظيت بالاهتمام في السنوات الأخيرة. كما تقدم تحليلًا مقارنًا للخصائص المغناطيسية للمواد ذات الاتجاه الحالي وفقًا لشكلها الفيزيائي وطريقة تركيبها وعناصر المركبات ونسبها وتأثير إضافة بعض العناصر على تلك الخصائص ركّزت هذه الدراسة على الخصائص السائبة لتلك المواد . لفحص الخواص الهيكلية والمغناطيسية بالتفصيل، يمكن باستخدام تقنيات متقدمة مثل التحليل الطيفي لامتصاص الأشعة السينية وقياسات المجال المغناطيسي العالي وتشتت النيوترونات لأنها توفر معلومات موضعية وتركز على موقع معين داخل المادة.
ازداد الطلب على بديل لأنظمة التبريد التقليدية خلال فترة ارتفاع استهلاك الطاقة، والذي من المتوقع أن يتضاعف ثلاث مرات بحلول عام 2050. وهذا صحيح بشكل خاص نظراً لأن الثلاجات التقليدية تساهم في ثقب طبقة الأوزون. ومع ذلك، لا يزال البحث مستمرًا للحصول على أفضل المواد المغناطيسية والتغلب على المشكلات المتعلقة بالمواد مثل الثبات الميكانيكي أو التباطؤ أو قابلية التشكيل. تعرض هذه الدراسة الاتجاه الحالي للمواد المغناطيسية وتسلط الضوء على أفضل المركبات والسبائك التي حظيت بالاهتمام في السنوات الأخيرة. كما تقدم تحليلًا مقارنًا للخصائص المغناطيسية للمواد ذات الاتجاه الحالي وفقًا لشكلها الفيزيائي وطريقة تركيبها وعناصر المركبات ونسبها وتأثير إضافة بعض العناصر على تلك الخصائص ركّزت هذه الدراسة على الخصائص السائبة لتلك المواد . لفحص الخواص الهيكلية والمغناطيسية بالتفصيل، يمكن باستخدام تقنيات متقدمة مثل التحليل الطيفي لامتصاص الأشعة السينية وقياسات المجال المغناطيسي العالي وتشتت النيوترونات لأنها توفر معلومات موضعية وتركز على موقع معين داخل المادة.
Description
Keywords
Citation
Abuassba، Nihal Mahmoud. (2024). A COMPARATIVE STUDY OF MAGNETIC CHARACTERIZATION FOR MAGNETOCALORIC MATERIALS [رسالة ماجستير منشورة، جامعة القدس، فلسطين]. المستودع الرقمي لجامعة القدس.