Ni-Co-Mn-Al合金薄带的磁热效应调控：磁场循环下绝热温度变化的直接测量与相变动力学研究

这篇研究通过直接测量Ni50-xCoxMn50-yAly（x=5,6；y=18,19）薄带样品在1.8 T循环磁场和8 T静态磁场下的绝热温度变化（ΔTad），揭示了磁结构相变（MSPT）的不可逆性与钴浓度调控对相变动力学的关键影响，为磁性制冷技术（MCE）中低维材料的热力学响应提供了实验依据。

　　

Highlight

本研究通过直接测量快淬Ni₄₄Co₆Mn₃₂Al₁₈和Ni₄₅Co₅Mn₃₁Al₁₉合金薄带在1.8 T循环磁场（0.2 Hz）和8 T静态磁场下的绝热温度变化（ΔT_ad），发现磁结构相变（MSPT）附近存在显著效应衰减与不可逆行为，为磁性制冷材料设计提供了动力学调控新思路。

Experimental section

采用电弧熔炼法制备Ni₄₅Co₅Mn₃₁Al₁₉和Ni₄₄Co₆Mn₃₂Al₁₈合金锭，并通过单辊快淬技术获得30 μm厚薄带样品。

Results and discussion

1.8 T循环磁场中，MSPT区域的逆磁热效应（MCE）值较单次磁场触发下降50%以上；8 T磁场下观察到ΔT_ad不可逆现象（Ni₄₄Co₆样品在250 K时ΔT_ad=-1.8 K），表明磁场未能诱导样品整体完成马氏体-奥氏体相变。

Conclusion

通过调控Co浓度可优化Heusler合金相变动力学，薄带材料的表面体积比优势为磁性制冷技术（如ΔT_ad循环稳定性）提供了新的材料设计方向。