Etude des sections isothermes des systèmes ternaires Gd-Fe-X (X : Cu, Cr) : contribution à l'étude des propriétés structurales, magnétiques et magnétocaloriques des composés intermétalliques à base de terres rares et de métaux de transition
Institution:
Paris EstDisciplines:
Directors:
Abstract EN:
Magnetic refrigeration is an emerging, innovative and environment friendly technology based on a magnetic material that acts as a refrigerant by magnetocaloric effect (MCE). This technology is more efficient, compact and environmentally safe than the conventional gas compression refrigeration. The principle of magnetic refrigeration is based on a phenomenon known as the magnetocaloric effect (MCE). The goal of this paper is to study the intermetallic compounds that are based on rare-earth metals and transition metals, with the aim of improving its magnetic and magnetocaloric characteristics which are particularly suitable for potential applications (permanent magnet and magnetic refrigeration technology....). Due to the coexistence of complementary features of itinerant (3d) and localized (4f) electrons in these compounds, they exhibit useful magnetic properties.The first part of this work will focus on the construction of the isothermal sections Gd-Fe-Cu et Gd-Fe-Cr at 800°C. All the samples were synthesized by arc-melting in an electric monoarc furnace and then annealed during 7 days in a resistance furnace for homogenization. The phase relations were analysed by means of the X-ray powder diffraction (XRD) and the scanning electron microscopy (SEM). The second part will present the study of the magnetic and magnetocaloric properties of the binary and ternary intermetallic compounds. We have also highlighted the effect of the substitution of copper and chromium by iron on the structural and magnetic properties of the compounds in both ternary systems.
Abstract FR:
La réfrigération magnétique est une technologie émergente de production de froid. Elle constitue une alternative à la technique classique utilisant des fluides frigorigènes polluants. La réfrigération magnétique est basée sur l'effet magnétocalorique qui se traduit par le refroidissement ou l’échauffement de certains matériaux sous l’action d’un champ magnétique. Ce travail de thèse se situe dans le domaine de l’étude des composés intermétalliques à base d’éléments de terres rares et de métaux de transition qui présentent des propriétés magnétiques et magnétocaloriques intéressantes pour les applications technologiques (aimants permanents, réfrigération magnétique...). Les propriétés magnétiques exceptionnelles de ces matériaux sont dues principalement à la coexistence de deux types complémentaires de magnétisme: le magnétisme localisé caractéristique des électrons (4f) des terres rares et le magnétisme itinérant des électrons (3d) des métaux de transition.La première partie de ce travail est consacrée à la détermination des sections isothermes Gd-Fe-Cu et Gd-Fe-Cr à 800°C. Pour cela, des échantillons massifs ont été synthétisés par fusion en four à arc puis recuit en four résistif pendant une semaine. Les relations de phases ont été systématiquement analysées par la diffraction des rayons X sur poudre (DRX) et la microscopie électronique à balayage (MEB). La seconde partie est dédiée à l’étude des propriétés magnétiques et magnétocaloriques des composés intermétalliques binaires et ternaires. Nous avons aussi évalué l’effet de la substitution du fer par le cuivre et le chrome sur les propriétés structurales et magnétiques des composés dans les deux systèmes ternaires.