A first-principle assisted framework for designing high elastocaloric Ni–Mn-based magnetic shape memory alloy

磁制冷 材料科学 形状记忆合金 合金 奥氏体 绝热过程 无扩散变换 马氏体 热力学 冶金 凝聚态物理 磁场 微观结构 磁化 量子力学 物理
作者
Xiaoming Huang,Ying Zhao,Haile Yan,Shuai Tang,Yiqiao Yang,N. Jia,Bo Yang,Zongbin Li,Yudong Zhang,Claude Esling,Xiang Zhao,Liang Zuo
出处
期刊:Journal of Materials Science & Technology [Elsevier]
卷期号:134: 151-162 被引量:12
标识
DOI:10.1016/j.jmst.2022.06.041
摘要

A large adiabatic temperature change (∆Tad) is a prerequisite for the application of elastocaloric refrigeration. Theoretically, a large volume change ratio (∆V/V0) during martensitic transformation is favorable to enhance ∆Tad. However, the design or prediction of ∆V/V0 in experiments is a complex task because the structure of martensite changes simultaneously when the lattice parameter of austenite is tuned by modifying chemical composition. So far, the solid strategy to tailor ∆V/V0 is still urgently desirable. In this work, a first-principles-based method was proposed to estimate ΔV/V0 for Ni–Mn-based alloys. With this method, the substitution of Ga for In is found to be an effective method to increase the value of ΔV/V0 for Ni–Mn–In alloys. Combined with the strategies of reducing the negative contribution of magnetic entropy change (via the substitution of Cu for Mn) and introducing strong crystallographic texture (through directional solidification), an outstanding elastocaloric prototype alloy of Ni50(Mn28.5Cu4.5)(In14Ga3) was fabricated experimentally. At room temperature, a huge ∆Tad of -19 K and a large specific adiabatic temperature change of 67.8 K/GPa are obtained. The proposed first-principle-assisted framework opens up the possibility of efficiently tailoring ∆V/V0 to promote the design of advanced elastocaloric refrigerants.

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
奥斯卡完成签到,获得积分0
刚刚
寻靖完成签到,获得积分10
刚刚
包容店员完成签到 ,获得积分10
刚刚
Joey完成签到,获得积分10
1秒前
小神仙完成签到 ,获得积分10
1秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
2秒前
快乐的90后fjk完成签到 ,获得积分10
2秒前
2秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
2秒前
星辉完成签到,获得积分10
4秒前
大模型应助李志福采纳,获得10
4秒前
wang完成签到,获得积分10
5秒前
小曾完成签到,获得积分10
5秒前
asdfqwer完成签到,获得积分0
5秒前
Zoe完成签到,获得积分10
5秒前
Sevendesu完成签到,获得积分10
5秒前
6秒前
深情千雁完成签到,获得积分10
6秒前
小C完成签到,获得积分10
7秒前
更好的我完成签到,获得积分10
7秒前
光亮的谷丝完成签到,获得积分10
7秒前
瓦尔迪完成签到,获得积分10
8秒前
livinglast完成签到,获得积分10
8秒前
Nico完成签到 ,获得积分10
9秒前
吃面的章鱼完成签到,获得积分10
9秒前
GXR发布了新的文献求助10
9秒前
10秒前
10秒前
传统的复天完成签到,获得积分10
10秒前
伊里七完成签到 ,获得积分10
11秒前
xxx_oo完成签到,获得积分10
11秒前
科研啄木鸟完成签到 ,获得积分10
11秒前
李爱国应助神sjsj采纳,获得10
11秒前
积极乐观向上永不放弃的小孩完成签到,获得积分10
11秒前
贾不可完成签到,获得积分10
11秒前
追寻澜完成签到 ,获得积分10
12秒前
xiaofan完成签到,获得积分10
12秒前
billy_bian完成签到 ,获得积分10
12秒前
科研通AI6应助Sandy采纳,获得10
13秒前
夏天就是桃子味完成签到,获得积分10
13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
Binary Alloy Phase Diagrams, 2nd Edition 8000
A Practical Introduction to Regression Discontinuity Designs 2000
Comprehensive Methanol Science Production, Applications, and Emerging Technologies 2000
Building Quantum Computers 800
Translanguaging in Action in English-Medium Classrooms: A Resource Book for Teachers 700
二氧化碳加氢催化剂——结构设计与反应机制研究 660
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5658633
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4823327
关于积分的说明 15082234
捐赠科研通 4817197
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2577998
邀请新用户注册赠送积分活动 1532791
关于科研通互助平台的介绍 1491515