O composto de La (Fe, Si) 13 foi descoberto por Shen Baogen et al., Um acadêmico da Academia Chinesa de Ciências. Nos últimos 20 anos, este gigantesco material de mudança de fase de efeito magnetocalórico atraiu grande atenção em campos relacionados, especialmente a introdução de átomos de hidrogênio intersticiais em sua rede cristalina, que pode estender a temperatura de Curie do material até acima da temperatura ambiente e manter a intrínseca características do material. Desempenho de mudança de entropia magnética. Isso amplia a faixa de temperatura de resfriamento e a faixa de aplicação do material, fazendo com que o hidreto se torne gradualmente um fluido de trabalho prático, favorecido por protótipos de refrigeração magnética. Entretanto, não há conclusões unânimes sobre a relação estrutural entre fatores como a ocupação do átomo de hidrogênio, a aceitabilidade do átomo de hidrogênio e a temperatura de Curie.
Recentemente, Shao Yanyan, Ph.D. estudante do Instituto de Materiais Funcionais Magnéticos de Terras Raras, Instituto de Tecnologia e Engenharia de Materiais de Ningbo, Academia Chinesa de Ciências, usou raios-X duros de uma fonte de radiação síncrotron de Xangai para estudar a estrutura cristalina de compostos magnetocalóricos de lantanídeos e seus hidretos. Pela primeira vez, a relação intrínseca entre estrutura fina local e propriedades magnéticas foi estabelecida no material.
Os pesquisadores primeiro analisaram o espectro EXAFS da estrutura de raios X expandida, transformaram as relações de Fourier e Fourier inversa e ajustaram a função oscilante para otimizar com precisão os parâmetros de rede e construíram um modelo de rede mais preciso. Átomos de hidrogênio ocupam a posição 24d dos centros 2 FeI e 4 FeII / Si. O conteúdo de átomos de hidrogênio na célula unitária determina a temperatura de transição da transição de fase volumétrica magnética, ou seja, a temperatura de Curie, mas a célula unitária pode acomodar a quantidade máxima de átomos de hidrogênio saturados. Estudos anteriores sugeriram que o conteúdo de hidrogênio saturado está relacionado ao tamanho do volume da rede. Alguns estudiosos também descobriram que a dependência da temperatura de Curie sobre a pressão torna-se menor depois que o hidrogênio é carregado, ou seja, há um fenômeno de transferência de elétrons de valência entre os átomos de hidrogênio e o ambiente químico circundante no hidreto. Neste estudo, observando o espectro de XANES de La na borda X de absorção de raios X, observa-se que o pico da linha branca é significativamente reduzido após a carga de hidrogênio, e está provado diretamente que o ambiente local dos átomos de La influencia o elétron de valência transferência entre átomos de La e hidrogênio e determina o volume de capacidade de hidrogênio tamanho, volume de treliça sobre o papel da capacidade de hidrogênio segundo. O determinante da temperatura de Curie de La (Fe, Si) 13 é geralmente considerado como sendo causado pela interação entre o volume da rede e os elétrons de Fe e os elétrons s de Si. Papel de liderança. Este estudo usa o pico XANES X-edge do elemento Fe para caracterizar diretamente a força da hibridação. Em compostos com alto teor de Fe, a frente K-edge do elemento Fe é mais intensa, indicando que há mais bandas vazias na órbita 3d. A maioria dos elétrons 3d transita do estado local para o estado paradoxal. A redução dos elétrons locais enfraquece a hibridação de Fe-Si e provoca uma diminuição da temperatura de Curie, revelando assim que os elétrons d de Fe e a hibridização de s-elétrons de Si afetam grandemente o grau de temperatura de Curie. Para hidretos, a sobreposição básica dos picos frontais indica que os híbridos de Fe e Si são semelhantes e, portanto, o hidreto é dominado pelo fator de volume da rede, e não pela hibridação orbital para determinar a temperatura de Curie.
A tecnologia de caracterização de estrutura fina baseada em nível eletrônico foi primeiramente aplicada ao estudo de materiais magnetocalóricos LaFeSi e tem um forte efeito esclarecedor sobre a compreensão do mecanismo da entropia magnética gigante. Ele pode fornecer orientação de engenharia para doping atômico ou substituição de elementos para controlar a temperatura de Curie. O papel de fornecer idéias de pesquisa para a pesquisa e mineração de novos sistemas e novas funções de materiais magnetocalóricos.
Os resultados relevantes da pesquisa foram publicados na Acta Materialia. O estudo foi financiado pelo programa nacional de pesquisa e desenvolvimento.
