Gd ve La0.75Ba0.25MnO3 BİLEŞİĞİNİN YAPISAL ÖZELLİKLERİNİN VE MANYETİK SOĞUTMA PERFORMANSLARININ DENEYSEL OLARAK ARAŞTIRILMASI
Öz
Çalışmada oda sıcaklığına yakın sıcaklıklarda çalışan manyetik soğutma sistemlerinde manyetokalorik malzeme olarak kullanılan Gd elementinin ve La0.75Ba0.25MnO3 perovskit manganit bileşiğinin yapısal özellikleri ve manyetik soğutma performansı deneysel olarak incelenmiştir. La0.75Ba0.25MnO3 perovskit manganit bileşiği sol-jel yöntemiyle sentezlenmiş, her iki manyetokalorik malzemenin yapısal özellikleri SEM ve EDX analizi gerçekleştirilerek detaylı bir şekilde ele alınmıştır. SEM analizinde Gd elementi için tane boyutlarının homojen bir dağılıma sahip olmadığı, tane boyutlarının 2-20 µm aralığında değiştiği ve kübik benzeri formda sert köşeli bir yapıda olduğu belirlenmiş olup; La0.75Ba0.25MnO3 perovskit manganit bileşiğinde ise daha küçük tane boyutlu, küresel geometride, süngerimsi yapıda, homojen dağılımlı ve düşük boşluklu bir yapı gözlenmiştir. EDX analizinde Gd elementinde yapının tamamen Gd’den oluştuğu, sol-jel yöntemiyle sentezlenen perovskit manganit bileşiğinde istenilen yapı karakterizasyonunun elde edildiği tespit edilmiştir. 1.2 T manyetik akı yoğunluğunda gerçekleştirilen zamana bağlı sıcaklık değişimi deneylerinde 250 çevrim sonrasında kritik kullanım faktörü olarak tanımlanan φ=15’de; Gd elementinde 2.204 K, La0.75Ba0.25MnO3 perovskit manganit bileşiğinde ise 1.472 K sıcaklık farkı elde edilmiştir.
Anahtar Kelimeler
Manyetokalorik Malzeme , Manyetokalorik Etki , Manyetik Soğutma
References
- Alahmer, A., Al-Amayreh, M., Mostafa, A.O., Al-Dabbas, M. ve Rezk, H. (2021). Magnetic refrigeration design technologies: state of the art and general perspectives. Energies, 14(15), 4662. doi: https://doi.org/10.3390/en14154662
- Aprea, C., Greco, A. ve Maiorino, A. (2016). Magnetic refrigeration: a promising new technology for energy saving. International Journal of Ambient Energy, 37(3), 294- 313. doi: https://doi.org/10.1080/01430750.2014.962088
- Ayaş, A.O. (2017). (La0.9Gd0.1)0.85Ag0.15MnO3 manyetik soğutucu malzemede kısmi Gd değişiminin yapısal, manyetik ve manyetik soğutma özellikleri üzerine etkisi. Fırat Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi 29(2), 155-162.
- Ayaş, A.O., Çetin, S.K., Akça, G., Akyol, M. ve Ekicibil, A. (2023). Magnetic refrigeration: Current progress in magnetocaloric properties of perovskite manganite materials. Materials Today Communications, 35:105988. doi: https://doi.org/10.1016/j.mtcomm.2023.105988
- Bahl, C.R.H. ve Nielsen, K.K. (2009). The effect of demagnetization on the magnetocaloric properties of gadolinium. Journal of Applied Physics, 105(1), 013916. doi: https://doi.org/10.1063/1.3056220
- Eriksen, D., Engelbrecht, K., Bahl, C.R.H., Bjork, R., Nielsen, K.K., Insigna, A.R. ve Pryds, N. (2015). Design and experimental tests of a rotary active magnetic regenerator prototype. International Journal of Refrigeration, 58, 14-21. https://doi.org/10.1016/j.ijrefrig.2015.05.004
- Hagary, M., Shoker, Y.A., Ismail, M., Moustafa, A.M., Abd-El Aal, A. ve Ramadan, A.A. (2009). Magnetocaloric effect in manganite perovskites La0.77Sr0.23Mn1-xCuxO3 (0.1 ≤ x ≤ 0.3). Solid State Communications, 149, 184-187. doi: https://doi.org/10.1016/j.ssc.2008.11.023
- Kokila, P., Kanagaraj, M., Kumar, P.S., Peter, S.C., Sekar, C. ve Therese, H.A. (2018). Structural, magnetic and magnetocaloric properties of EuMnO3 perovskite manganite: A comprehensive MCE study. Material Search Express, 5(2), 026107. doi: https://doi.org/10.1088/2053-1591/aaacdc
- Kumar, P., Rubi, Km. ve Mahendiran, R. (2016). Room temperature giant magnetoimpedance in polycrystalline La0.75Ba0.25MnO3. AIP Advances, 6(5), 055913. doi: https://doi.org/10.1063/1.4943244
- Li, C., Zhou, J., Cao, Y., Zhong, J., Liu, Y., Kang, C. ve Tan, Y. (2014). Interaction between urban microclimate and electric air-conditioning energy consumption during high temperature season. Applied Energy, 117, 149-156. doi: https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2013.11.057