TEM-Untersuchung von magnetokalorischen Legierungen inverser erster Ordnung
Projektmitglieder: Nagaarjhuna Arumuga Kani (Masterstudent), Leopoldo Molina-Luna (Erstgutachter), Oliver Gutfleisch (Zweitgutachter)
Beschreibung:
Magnetische Materialien, die einen großen magnetokalorischen Effekt aufweisen, können in der magnetischen Kältetechnik eingesetzt werden. Reversible martensitische Phasenumwandlung ist das Herzstück magnetokalorischer Materialien (MCEs) wie der Ni-Mn-basierten Heusler-Legierungen. Das Vorhandensein einer thermischen Hysterese, die die vollständige Reversibilität der martensitischen Phasenumwandlung behindert, wird oft als Herausforderung bei der Entwicklung kostengünstiger und effizienter MCEs angesehen. Das Transmissionselektronenmikroskop (TEM) ist ein leistungsfähiges Instrument, mit dem sich einige der wichtigsten intrinsischen und extrinsischen Eigenschaften von MCEs, die zur thermischen Hysterese beitragen, untersuchen lassen. Der Keimbildungsmechanismus der Austenit- oder Martensit-Phase wird sehr oft mit einer optischen oder Kerr-Mikroskopietechnik vor Ort untersucht und mit der thermischen Hysterese in Beziehung gesetzt. Die genauen Keimbildungsstellen wie Zwillingsgrenzen, lokale chemische Seigerungen, Nanopräzipitate oder andere sekundäre Phasen können jedoch nur mit hochauflösenden TEM-Bildern und Spektroskopiedaten aufgeklärt werden. In meiner Masterarbeit wurden die potenziellen Keimbildungsstellen in Ni-Co-Mn-Ti und Ni-Mn-In-Fe-Legierungen identifiziert. Eine sorgfältige Untersuchung der Keimbildungsstellen in einem In-situ-TEM-Erwärmungsexperiment kann uns helfen, den Keimbildungsmechanismus im Zusammenhang mit der reversiblen martensitischen Umwandlung besser zu verstehen und dadurch die thermische Hysterese in MCEs zu bekämpfen.
