МУЛЬТИКАЛОРИЧЕСКИЙ ЭФФЕКТ В ТВЕРДОМ ТЕЛЕ: НОВЫЕ АСПЕКТЫ
Старков А.С., Старков И.А.

Поступила в редакцию: 21 Марта 2014

DOI: 10.7868/S0044451014080082

DJVU (88.9K)

PDF (260.7K)

Проведено теоретическое исследование мультикалорического эффекта, являющегося результатом взаимодействия различных калорических эффектов. К ранее известным электрокалорическому, магнитокалорическому и эластокалорическому эффектам, существующим при изменении электрического, магнитного и упругого полей, добавлены эффекты, обусловленные попарным взаимодействием полей: пьезомагнитокалорический, пьезоэлектрокалорический и магнитоэлектрокалорический. Показано, что данные новые эффекты определяются зависимостью от температуры пьезомагнитных (магнитострикционных), пьезоэлектрических (электрострикционных) и магнитоэлектрических коэффициентов. Согласно полученным оценкам, изменение энтропии в изотермическом процессе при магнитоэлектрокалорическом эффекте для Cr₂ O₃ составляет 2-5 мДж/кг•К. Показано, что в мультикалорический эффект дают вклад калорические эффекты, вызванные влиянием градиента одного из полей на другие поля. В качестве примера подробно исследован один из таких градиентных эффектов - флексокалорический, заключающийся в изменении температуры и/или энтропии при приложении или снятии градиента деформации. Из выведенных формул вытекает, что наибольшие значения указанного эффекта следует ожидать для веществ с сильными температурными зависимостями флексокалорического коэффициента, диэлектрической или магнитной проницаемости. Рассчитанное на основе экспериментальных данных изменение температуры для сегнетоэлектрика-PMN оценивается в 2-6 мК при градиенте деформации в 1 м^-1. Как известно, взаимодействие полей различной природы приводит к синергетическому эффекту и мультикалорический эффект может достигать значений, которые принято называть гигантскими, что существенно расширяет возможные области его применения.