Một số kết quả nghiên cứu vật liệu từ nhiệt những năm gần đây

1. Hợp kim liên kim loại (intermetallic)

Ưu điểm của các hợp kim liên kim loại là có nhiệt dung thấp và cho biến thiên entropy từ lớn. Tuy nhiên, kèm theo đó là rất nhiều nhược điểm như: khó điều khiển giá trị T_C, biến thiên entropy từ lớn chỉ đạt được khi biến thiên từ trường lớn, mẫu chứa đất hiếm nên độ bền thấp, giá thành cao và công nghệ chế tạo phức tạp.

2. Vật liệu perovskite manganite

Điểm mạnh của vật liệu maganite là dễ điều khiển được nhiệt độ hoạt động, công nghệ chế tạo đơn giản và độ bền hóa học cao. Tuy nhiên, một nhược điểm rất khó khắc phục của vật liệu này là biến thiên entropy từ lớn chỉ đạt được trong biến thiên từ trường cao. Với những trường hợp dù đã cho ra entropy từ lớn nhưng giá trị biến thiên nhiệt độ đoạn nhiệt vẫn thấp vì nhiệt dung của họ vật liệu này khá lớn. Mặt khác, vật liệu rất nhạy với các biến động về áp suất và nhiệt độ, làm cho giá trị biến thiên nhiệt độ đoạn nhiệt không ổn định. Chính vì những nhược điểm này nên nghiên cứu về MCE trong vật liệu maganite trong thời gian gần đây đang chậm lại.

3. Hợp kim vô định hình

Ưu điểm lớn của các hợp kim vô định hình là kết hợp được hầu hết các ưu điểm của các loại vật liệu trên. Đó là có biến thiên entropy từ lớn, có nhiệt độ Curie dễ dàng được điều khiển bằng phương pháp thay thế, nhiệt dung nhỏ và tính trễ nhiệt thấp. Tuy nhiên, chúng có chuyển pha từ không được sắc nét như một số hợp kim khác. Ngoài ra, tính chất từ của vật liệu này phụ thuộc rất mạnh vào công nghệ chế tạo và tỷ phần các nguyên tố.

4. Hợp kim Heusler

Ưu điểm của vật liệu Heusler là có khả năng cho MCE lớn trong vùng nhiệt độ phòng, có điện trở suất lớn, giá thành rẻ và chế tạo không quá phức tạp. Tính nhạy cao của MCE với cấu trúc của vật liệu là một lợi thế tiềm năng để điều chỉnh hiệu ứng từ nhiệt. Tuy nhiên, đặc tính đó cần phải được sử dụng một cách thận trọng bởi có thể đưa đến sự biến dạng không kiểm soát được.

Riêng với hợp kim Heusler Ni₂MnSn, chúng cho ta cả hai hiệu ứng từ nhiệt âm và dương với giá trị biến thiên entropy từ lớn. Vùng nhiệt độ hoạt động gần với nhiệt độ phòng. Mặt khác, qua các tài liệu tham khảo chúng tôi thấy vật liệu này có cấu trúc, tính chất từ và MCE thay đổi rất nhạy theo hàm lượng Sn. Qua những kết quả nghiên cứu của mình, chúng tôi hy vọng tìm ra công nghệ chế tạo tối ưu và tỉ phần các nguyên tố hợp lý để tạo ra hợp kim Ni₂MnSn có những tính chất vật lý như mong đợi.