Scheibel, Franziska ; Gottschall, Tino ; Taubel, Andreas ; Fries, Maximilian ; Skokov, Konstantin P. ; Terwey, Alexandra ; Keune, Werner ; Ollefs, Katharina ; Wende, Heiko ; Farle, Michael ; Acet, Mehmet ; Gutfleisch, Oliver ; Gruner, Markus E. (2020)
Hysteresis Design of Magnetocaloric Materials-From Basic Mechanisms to Applications.
In: Energy Technology, 2018, 6 (8)
doi: 10.25534/tuprints-00013405
Artikel, Zweitveröffentlichung, Verlagsversion
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Kurzbeschreibung (Abstract)
Magnetic refrigeration relies on a substantial entropy change in a magnetocaloric material when a magnetic field is applied. Such entropy changes are present at first‐order magnetostructural transitions around a specific temperature at which the applied magnetic field induces a magnetostructural phase transition and causes a conventional or inverse magnetocaloric effect (MCE). First‐order magnetostructural transitions show large effects, but involve transitional hysteresis, which is a loss source that hinders the reversibility of the adiabatic temperature change ΔTad. However, reversibility is required for the efficient operation of the heat pump. Thus, it is the mastering of that hysteresis that is the key challenge to advance magnetocaloric materials. We review the origin of the large MCE and of the hysteresis in the most promising first‐order magnetocaloric materials such as Ni–Mn‐based Heusler alloys, FeRh, La(FeSi)13‐based compounds, Mn3GaC antiperovskites, and Fe2P compounds. We discuss the microscopic contributions of the entropy change, the magnetic interactions, the effect of hysteresis on the reversible MCE, and the size‐ and time‐dependence of the MCE at magnetostructural transitions.
| Typ des Eintrags: | Artikel |
|---|---|
| Erschienen: | 2020 |
| Autor(en): | Scheibel, Franziska ; Gottschall, Tino ; Taubel, Andreas ; Fries, Maximilian ; Skokov, Konstantin P. ; Terwey, Alexandra ; Keune, Werner ; Ollefs, Katharina ; Wende, Heiko ; Farle, Michael ; Acet, Mehmet ; Gutfleisch, Oliver ; Gruner, Markus E. |
| Art des Eintrags: | Zweitveröffentlichung |
| Titel: | Hysteresis Design of Magnetocaloric Materials-From Basic Mechanisms to Applications |
| Sprache: | Englisch |
| Publikationsjahr: | 4 September 2020 |
| Ort: | Darmstadt |
| Publikationsdatum der Erstveröffentlichung: | 2018 |
| Titel der Zeitschrift, Zeitung oder Schriftenreihe: | Energy Technology |
| Jahrgang/Volume einer Zeitschrift: | 6 |
| (Heft-)Nummer: | 8 |
| DOI: | 10.25534/tuprints-00013405 |
| URL / URN: | https://tuprints.ulb.tu-darmstadt.de/13405 |
| Zugehörige Links: | |
| Herkunft: | Zweitveröffentlichung |
| Kurzbeschreibung (Abstract): | Magnetic refrigeration relies on a substantial entropy change in a magnetocaloric material when a magnetic field is applied. Such entropy changes are present at first‐order magnetostructural transitions around a specific temperature at which the applied magnetic field induces a magnetostructural phase transition and causes a conventional or inverse magnetocaloric effect (MCE). First‐order magnetostructural transitions show large effects, but involve transitional hysteresis, which is a loss source that hinders the reversibility of the adiabatic temperature change ΔTad. However, reversibility is required for the efficient operation of the heat pump. Thus, it is the mastering of that hysteresis that is the key challenge to advance magnetocaloric materials. We review the origin of the large MCE and of the hysteresis in the most promising first‐order magnetocaloric materials such as Ni–Mn‐based Heusler alloys, FeRh, La(FeSi)13‐based compounds, Mn3GaC antiperovskites, and Fe2P compounds. We discuss the microscopic contributions of the entropy change, the magnetic interactions, the effect of hysteresis on the reversible MCE, and the size‐ and time‐dependence of the MCE at magnetostructural transitions. |
| Status: | Verlagsversion |
| URN: | urn:nbn:de:tuda-tuprints-134051 |
| Sachgruppe der Dewey Dezimalklassifikatin (DDC): | 500 Naturwissenschaften und Mathematik > 500 Naturwissenschaften 500 Naturwissenschaften und Mathematik > 530 Physik 600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften > 620 Ingenieurwissenschaften und Maschinenbau |
| Fachbereich(e)/-gebiet(e): | 11 Fachbereich Material- und Geowissenschaften 11 Fachbereich Material- und Geowissenschaften > Materialwissenschaft 11 Fachbereich Material- und Geowissenschaften > Materialwissenschaft > Fachgebiet Funktionale Materialien 05 Fachbereich Physik 05 Fachbereich Physik > Institut für Festkörperphysik (2021 umbenannt in Institut für Physik Kondensierter Materie (IPKM)) 05 Fachbereich Physik > Institut für Festkörperphysik (2021 umbenannt in Institut für Physik Kondensierter Materie (IPKM)) > Experimentelle Physik kondensierter Materie 05 Fachbereich Physik > Institut für Festkörperphysik (2021 umbenannt in Institut für Physik Kondensierter Materie (IPKM)) > Theoretische Festkörperphysik |
| Hinterlegungsdatum: | 19 Jun 2024 14:56 |
| Letzte Änderung: | 07 Aug 2024 11:37 |
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Verfügbare Versionen dieses Eintrags
- Hysteresis Design of Magnetocaloric Materials-From Basic Mechanisms to Applications. (deposited 19 Jun 2024 14:56) [Gegenwärtig angezeigt]
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