I. El documento caracteriza estructural y magnéticamente el compuesto Nd2Fe17 y estudia su efecto magnetovolumétrico y magnetocalórico. II. Se encontró que el compuesto cristaliza en la fase Th2Ni17 y muestra una variación de volumen de celda anómala. III. Presenta una transición de fase de segundo orden con una temperatura de Curie cercana a la ambiental, mostrando un valor de refrigeración magnética comparable al de Gd pero con menor costo de fabricación.

1. EFECTOS MAGNETOVOLÚMICO Y MAGNETOCALORICO EN EL COMPUESTO Nd 2 Fe 17 Presentado por Pablo Álvarez Trabajo dirigido por: Pedro Gorria Korres Blanca Hernando Grande P. Álvarez Trabajo de Investigación 16 Septiembre, 2008

2. OBJETIVOS DEL TRABAJO I. Caracterizar estructural y magnéticamente el compuesto Nd 2 Fe 17 II. Dependencia de los Parámetros de Celda con la Temperatura: Efecto de Magnetovolumen III. Determinar el Comportamiento de la Entropía Magnética en Función del Campo Magnético y la Temperatura: Efecto Magnetocalórico P. Álvarez Trabajo de Investigación 16 Septiembre, 2008 OBJETIVOS

3. Sistema R-Fe: Estudio Interacciones 3d-4f Materiales Magnéticamente Duros o Blandos R 2 Fe 17 Presenta Efecto Magnetocalórico, con Menor Coste que Materiales Basados en Gd Existencia de Efectos de Magnetovolumen P. Álvarez Trabajo de Investigación 16 Septiembre, 2008 INTRODUCCION

4. R 2 Fe 17 (R = Y, Gd, Pr, Nd, ...) Hexagonal G.E. P6 3 / mmc Estructura Cristalina Th 2 Ni 17 Ho--Lu Romboédrica G.E. R3M Estructura Cristalina Th 2 Zn 17 La--Eu Y, Gd, Tb, Dy P. Álvarez Trabajo de Investigación 16 Septiembre, 2008 INTRODUCCION

5. P. Álvarez Trabajo de Investigación 16 Septiembre, 2008 INTRODUCCION

6. D i < 2.45 Å Canje Negativo D i > 2.45 Å Canje Positivo Efectos Magneto-Volumen Expansión Térmica Anómala Dependencia Negativa T C con Presión D 6c-6c < 2.45 Å (Dumbbell-site) Almacenamiento de E Mag P. Álvarez Trabajo de Investigación 16 Septiembre, 2008 INTRODUCCION

7. P. Álvarez Trabajo de Investigación 16 Septiembre, 2008 Efecto Magnetocalórico: Variación Isotérma de Entropía Magnética al Variar el Campo Magnético INTRODUCCION

8. P. Álvarez Trabajo de Investigación 16 Septiembre, 2008 Máximo Efecto a T orden Refrigeración Doméstica T orden ≈ RT Ciclo de Ericsson (Refrigeración a Temperatura Ambiente) INTRODUCCION

9. Fe – 99.9 % Pr – 99.98 % Fusión en Horno de Arco MAM-1 Edmund Bühler Recocido 1373 K 1 semana P. Álvarez Trabajo de Investigación 16 Septiembre, 2008 Congelación de la Fase Th 2 Zn 17 TECNICAS EXPERIMENTALES

10. D2B Monocromador Ge (335) (λ = 1.594 Å) 2θ = [5 0 , 160 0 ] Δθ = 0.05 0 T = 300 K D1B Monocromador Grafito (002) (λ = 2.52 Å) 2θ = [20 0 , 100 0 ] Δθ = 0.2 0 T = [5 K, 450 K] (Criostato + Horno) ΔT = 2 K/min P. Álvarez Trabajo de Investigación 16 Septiembre, 2008 TECNICAS EXPERIMENTALES

11. PPMS-14T platform Quantum Design VSM  0 H hasta 14 T  0 H = 0.1 T T = [2 K, 350 K] Rayos X Seifert XDR 3000 T/T Radiación Cu ( λ 1 = 1.541 Å y λ 2 = 1.544 Å) 2θ = [2 0 , 160 0 ] Δθ = 0.02 0 T = 300 K P. Álvarez Trabajo de Investigación 16 Septiembre, 2008 TECNICAS EXPERIMENTALES

12. P. Álvarez Trabajo de Investigación 16 Septiembre, 2008 ESTRUCTURA CRISTALINA

13. P. Álvarez Trabajo de Investigación 16 Septiembre, 2008 Ajuste en MultiPattern Diferencias en Resolución Diferencias en los Ajustes ESTRUCTURA CRISTALINA

14. Desplazamiento del Pico (006) Hacia Ángulos Mayores Disminución de la Distancia Interplanar en la Dirección Uniáxica Anomalías Magneto-Volúmicas P. Álvarez Trabajo de Investigación 16 Septiembre, 2008 (006) (220) MAGNETOVOLUMEN

15. P. Álvarez Trabajo de Investigación 16 Septiembre, 2008 Disminución del Parámetro c Dilatación Anómala MAGNETOVOLUMEN

16. P. Álvarez Trabajo de Investigación 16 Septiembre, 2008 T C ~ 332 K PROPIEDADES MAGNETICAS 5 mT 30 mT

17. P. Álvarez Trabajo de Investigación 16 Septiembre, 2008 Ms Bulk = 146 ± 5 Am 2 kg -1 PROPIEDADES MAGNETICAS

18. P. Álvarez Trabajo de Investigación 16 Septiembre, 2008 Relación de Maxwell MAGNETOCALORICO

19. I. Máximos a ≈ T C II. Desplazamiento de los Máximos con  0 H P. Álvarez Trabajo de Investigación 16 Septiembre, 2008 MAGNETOCALORICO

20. P. Álvarez Trabajo de Investigación 16 Septiembre, 2008 Curva Universal  S(H,T r )/  S Max (H) = a II.  = (T-T Max )/(T r -T Max ) V. Franco, et al. J. Appl. Phys., 103 (07B316):1-3, 2008. MAGNETOCALORICO

21. P. Álvarez Trabajo de Investigación 16 Septiembre, 2008 P. Gorría, J.L. Sanchez Ll., P. Alvarez, M..J. Perez, J. Sanchez Marcos and J.A. Blanco. J. Phys D: Appl. Phys., (41):192003 (5pp), 2008. MAGNETOCALORICO 687 Gd 573 Pr2Fe17 BM-10h 506 Pr2Fe17 Bulk 518 Nd2Fe17 Bulk RCP (  0 H = 5 T) (J·kg -1 ) Material

22. I. El compuesto cristaliza en la Fase Th 2 Ni17 II. Variación de volumen de la celda cristalina anómalo III. Transición de fase de segundo orden. T C situada en torno a ambiente IV. Valor de RCP comparable al de Gd, con reducción de coste de fabricación CONCLUSIONES P. Álvarez Trabajo de Investigación 16 Septiembre, 2008

23. MUCHAS GRACIAS POR SU ATENCIÓN