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Thursday, October 19, 2017

INAMAT publica en Scientific Reports del grupo Nature un artículo sobre el Efecto magnetocalórico gigante directo e inverso ligado a la misma transformación martensítica

Por INAMAT

En los últimos años, las aleaciones metamagnéticas con memoria de forma están suscitando un considerable interés como posibles materiales activos para dispositivos de refrigeración magnética. Su potencial proviene del enorme efecto magnetocalórico inverso (enfriamiento del material al aplicar campo magnético) que experimentan asociado a la inducción mediante campo de una transformación estructural entre una fase de baja temperatura llamada martensita y una de alta denominada austenita.

En algunas de estas aleaciones, se puede retener la fase austenita a bajas temperaturas si el enfriamiento se realiza bajo campos magnéticos elevados, de la misma manera que, por ejemplo, el agua se puede mantener liquida hasta muy bajas temperatura bajo altas presiones. Curiosamente, a diferencia de lo que ocurre en el agua (que transforma a hielo tan pronto se restaura la presión a valores normales), la austenita retenida en dichos casos se mantiene de forma metaestable a 10 K incluso después de la eliminación del campo magnético.

En este trabajo se ha analizado el efecto magnetocalórico directo gigante vinculado a la transformación anómala (austenita metaestable → martensita estable) que sufre la austenita retenida al calentarse. Mediante el uso de campos moderados inferiores a 1 Tesla se han obtenido cambios de temperatura adiabáticos de 9 K, que en valor absoluto es casi el doble que el obtenido en la transformación convencional para campos aplicados mucho más altos. Pese a la complejidad del ciclo termodinámico necesario para su consecución, los resultados obtenidos abren la puerta a nuevas y prometedoras rutas de refrigeración magnética a bajas temperaturas.

Por otro lado, el estudio realizado tiene consecuencias importantes también desde el punto de vista básico. En particular, se ha observado un signo diferente en el cambio de temperatura (o entropía) asociado a la misma transformación austenita → martensita dependiendo de si ésta se produce al calentar la fase austenita retenida o al enfriar la fase austenita estable. Este hecho permite llevar a cabo un análisis individual de la contribución de los diferentes términos entrópicos (magnético, vibracional y electrónico) que controlan la transformación martensítica.

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