Machine learning assisted development of Fe2P-type magnetocaloric compounds for cryogenic applications

磁制冷 材料科学 等温过程 稀土 热力学 制冷 磁场 冶金 磁化 物理 量子力学
作者
Jiawei Lai,A. Bolyachkin,Noriki Terada,Sae Dieb,Xin Tang,T. Ohkubo,H. Sepehri‐Amin,K. Hono
出处
期刊:Acta Materialia [Elsevier BV]
卷期号:232: 117942-117942 被引量:24
标识
DOI:10.1016/j.actamat.2022.117942
摘要

Fe2P-type compounds exhibit a giant magnetocaloric effect (MCE) and are extensively studied for room temperature applications. The reduction of their transition temperature below 77 K can pave the way for the potential application of these materials for hydrogen liquefaction using cryogenic magnetic refrigeration. Most of the known magnetocaloric materials with a giant MCE below 77 K are rare-earth-based compounds. In order to explore the possibility of developing rare-earth-free compounds with cryogenic MCE, we collected a dataset by conducting data mining on published experimental results on Fe2P-type magnetocaloric compounds and used machine learning for composition optimization aiming at lowering the transition temperature below 77 K. Guided by the predictions of an artificial neural network, we found a promising composition of Mn1.70Fe0.30P0.63Si0.37 with a transition temperature of 97 K at 1 T magnetic field which was lowered to 73 K by the minor substitution of Fe with Co. The developed rare-earth-free compounds exhibit a large magnetocaloric performance in isothermal magnetic entropy change (∆SM) of 7.5–11.5 J/kgK at the temperatures below 100 K. This study demonstrates that data-driven development of magnetocaloric materials can efficiently boost the optimization of their properties, thus aiding the practical applicability of magnetic refrigeration technology.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
yp完成签到,获得积分10
刚刚
naraku完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
科研发布了新的文献求助10
2秒前
起床做核酸完成签到,获得积分10
2秒前
man发布了新的文献求助10
4秒前
科研小白发布了新的文献求助10
5秒前
5秒前
科研通AI6.2应助aaaaa采纳,获得10
5秒前
不会学术的羊完成签到,获得积分10
6秒前
6秒前
向日葵完成签到,获得积分10
7秒前
小岭发布了新的文献求助10
8秒前
爆米花应助光子采纳,获得10
8秒前
9秒前
从容又菡完成签到,获得积分10
10秒前
10秒前
四七发布了新的文献求助10
12秒前
清脆的半青完成签到,获得积分10
12秒前
gyyzj发布了新的文献求助10
13秒前
Owen应助优pp采纳,获得10
14秒前
doby发布了新的文献求助10
16秒前
酷波er应助辉hui采纳,获得10
16秒前
Jasper应助动人的怀柔采纳,获得10
18秒前
sxy发布了新的文献求助10
21秒前
22秒前
栗早完成签到 ,获得积分10
23秒前
23秒前
111111111完成签到,获得积分10
24秒前
Mycee完成签到 ,获得积分10
24秒前
hdhuang完成签到,获得积分10
25秒前
26秒前
852应助动人的怀柔采纳,获得10
27秒前
29秒前
29秒前
田様应助小邝少吃点采纳,获得10
30秒前
ljh完成签到,获得积分10
31秒前
优pp发布了新的文献求助10
32秒前
柠檬树发布了新的文献求助10
34秒前
Itachi12138完成签到,获得积分10
34秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Developing Genetic Editing Tools for Lysobacter 2000
Adhesion Science: Principles & Practice 800
Signals, Systems, and Signal Processing 610
IEST-RP-CC018: Cleanroom Cleaning and Sanitization: Operating and Monitoring Procedures 600
Fundamentals of Pharmaceutical and Biologics Regulations: A Global Perspective, Second Edition 600
近红外光谱定性分析原理、技术及应用 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6531903
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8324619
关于积分的说明 17825606
捐赠科研通 5633218
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2932926
邀请新用户注册赠送积分活动 1909627
关于科研通互助平台的介绍 1768642