Magnetisme i estructura en aliatges funcionals = Magnetism and structure in functional alloys

Abstract

Bé sigui el canvi de temperatura que experimenta un material a l’aplicar-li un camp magnètic en condicions adiabàtiques, o bé sigui el canvi d’entropia del material com a conseqüència de la modificació del camp magnètic en condicions isotermes, en tots dos casos obtenim una desposta tèrmica que es coneix com a Efecte Magnetocalòric (MCE). De fet, qualsevol variació de les variables tèrmiques es pot classificar segons el camp extern que s’hi apliqui. Així doncs, depenent de l’estímul extern obtindrem un efecte calòric diferent, com per exemple l’ esmentat efecte magnetocalòric quan s’aplica un camp magnètic extern.

Als anys trenta del passat segle XX, aquest efecte magnetocalòric va oferir la possibilitat d’atansar temperatures pròximes al zero kelvin mitjançant la desmagnetització de salts paramagnètiques. Avui dia, el descobriment de nous materials juntament amb els avenços tecnològics ens ha permès reduir la distància entre la recerca i la refrigeració en estat sòlid a temperatura ambient.

En resum, dins d’aquesta tesi hem estudiat una varietat de materials magnètics que presenten diferents efectes calòrics gegants i que estan demostrant ser materials molt prometedors per a la refrigeració ecològica d’estat sòlid.

Depending on whether the magnetic field is applied adiabatically to the sample or in isothermal conditions, the thermal response of the material will result in a temperature change or in an entropy change, respectively. In both cases, one obtain a thermal response which is known as Magnetocaloric Effect (MCE). In fact, any variation of the thermal variables can be classified based on the external applied field. Thus, depending on the nature of the external stimulus we will obtain a different caloric effect, such as the aforementioned magnetocaloric effect when applying a magnetic field.

In the 1930s this magnetocaloric effect, indeed, showed up the possibility to reach temperatures well below 1 K through the adiabatic demagnetization of paramagnetic salts. Today, the discovery of new materials together with technological improvements are bridging the gap between research and solid-state refrigeration at room temperature.

In summary, within this thesis we have studied a variety of magnetic materials exhibiting different giant Caloric effects that are proving to be very promising materials for eco-friendly solid-state refrigeration purposes.