Synthèse et caractérisation de matériaux magnétocaloriques pour des applications en réfrigération magnétique

Abstract

Notre travail porte sur la synthèse et la caractérisation des matériaux magnétocaloriques pour des applications dans la réfrigération magnétique. Deux types de matériaux magnétocaloriques sont étudiés : des matériaux sous forme de poudre La0,62Nd0,05Ba0,33MnO3 (LNBMO) possédant une structure pérovskite et des alliages amorphes Fe76-xNixCr4(SiB)20 sous forme de rubans. L’échantillon LNBMO a été préparé par le processus chimique de coprécipitation et calciné à 1000°C pendant 10h. L’analyse structurale par Diffraction des Rayons X (DRX) a confirmé l’existence d’une phase pure de structure rhomboédrique appartenant au groupe d’espace 𝑅3̅𝑐. La taille des grains a été estimée par la relation de Debye Scherrer à 34 nm. Les mesures magnétiques ont été effectuées par un magnétomètre à échantillon vibrant (VSM). En s’appuyant sur ces mesures, nous avons pu déterminer la température de Curie (275K) et évaluer l’effet magnétocalorique présent dans cet échantillon. Dans le but d’améliorer davantage les propriétés magnétocaloriques, nous avons dopé notre matériau par l’élément Chrome Cr. Nous avons remarqué une évolution du RCP pour l’échantillon La0,62Nd0,05Ba0,33Mn0,80Cr0,20O3. Nous avons ensuite élaboré des composites La0,62Nd0,05Ba0,33MnO3/Ni1-xZnxFe2O4 (x=0,5 ; 0,6 et 0,7) en faisant varier la concentration x en Zinc (Zn). Cette mixture avait un effet non seulement sur les paramètres magnétocaloriques à savoir −∆𝑆𝑚 𝑚𝑎𝑥 mais aussi sur la température de Curie qui s’est déplacée vers l’ambiante 290K. Pa ailleurs, les alliages amorphes ont été préparés sous forme de rubans mince par la technique de trempe rapide (trempe sur roue). L’état amorphe de ces alliages a été vérifié par DRX. Les propriétés magnétiques et hyperfines ont été étudiées par spectrométrie Mössbauer. Ensuite, nous avons consacré une partie de ce travail sur l’étude du comportement magnétocalorique. Enfin, un modèle phénoménologique a été appliqué en se basant sur les résultats magnétiques