This project presents an attempt to construct a setup and implement a reliable technique for measuring the magnetocaloric effect (MCE) on various materials via a direct method for the acquisition of the data. The main objective of the latter is to produce a ∆Tadiabatic vs T graph over a reasonable temperature span (-100◦C up to 220◦C) by thermal monitoring of a magnetic material exposed to an oscillating magnetic field with a maximum strength of 1.2T. The setup consists of a vacuum-insulated glass tube containing the sample placed between two electromagnets of a vibrating-sample magnetometer (VSM) and increasingly heated by a resistance wire, while the temperature is recorded directly by a thermocouple. The first experiments are performed on Gadolinium (Gd) samples as a reference material in order to verify the overall reliability of the system. The obtained results on Gadolinium show that meaningful data can be acquired with this direct method, although the initially-extracted ∆Tadiabatic near room temperature stands at the accuracy limit (25%) generally accepted with this method. Unexpected interference signals from the thermocouple are encountered for high temperatures and are shown to be due to magnetic dependence from one of its constituents. Data from high temperatures can however be reliably corrected with respect to a baseline signal from a neutral nonmagnetic material. As such magnetocaloric properties of two Manganese-rich high entropy alloys are investigated with one exhibiting at most ∆Tadiabatic = 0.2◦C at its Curie temperature TC = 60◦C. Suggestions regarding the possibility of operating the setup at sub-zero temperatures are put forward and promising results from a new spot- welded thermocouple show a significantenhancement of the initial setup accuracy. / Detta projekt presenterar ett försök att konstruera en installation och implementera en pålitlig teknik för att mäta den magnetokolorisk effekten (MCE) på olika material via en direkt metod för insamling av data. Det sistnämnda syftet är att producera en ∆Tadiabatisk vs T över ett rimligt temperaturintervall (-100◦C up to 220◦C). Detta genom en termisk övervakning av ett magnetiskt material utsatt för ett oscillerande magnetfält med en maximal magnitud på 1.2 T. Utrustningen utgörs av ett vakuumisolerade glasrör som innehåller provet, vilket är placerat mellan två elektromagneter från en vibrating-sample magnetometer (VSM) och som stegvis värms upp av en resistanstråd, medan temperaturen registreras direkt av ett termoelement. De inledande experimenten utförs på prover av Gadolinium (Gd) som referensmaterial för att verifiera systemets totala tillförlitlighet. De erhållna resultaten från Gadolinium proverna visar att meningsfulla data kan produceras med denna direkta metod. Även om de extraherade ∆Tadiabatisk vid rumstemperatur befinner sig inom precisions gränsen (25%), vilken är allmänt accepterad med avseende på den direkta metoden. Oväntade missvisande signaler från termoelementet uppträder vid höga temperaturer och visar sig bero på magnetiskt beroende från instumentet. Data från höga temperaturer kan emellertid pålitligt korrigeras med en baslinjesignal från ett neutralt icke-magnetiskt material. Därmed undersöks de magnetokoloriska egenskaper hos två Mangan-rika hög entropi legeringar, där en uppvisar som högst ∆Tadiabatisk = 0.2◦C vid dess Curie-temperatur TC = 60◦C. Förslag beträffande möjligheten att använda installationen vid temperaturer under noll läggs fram. Lovande resultat från ett nytt punktsvetsat termoelement visar en betydande förbättringav den inledande installationens noggrannhet.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:kth-277910 |
| Date | January 2020 |
| Creators | Posva, Ferdinand |
| Publisher | KTH, Materialvetenskap |
| Source Sets | DiVA Archive at Upsalla University |
| Language | English |
| Detected Language | English |
| Type | Student thesis, info:eu-repo/semantics/bachelorThesis, text |
| Format | application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | TRITA-ITM-EX ; 2020:316 |
Page generated in 0.0022 seconds