Efecto magnetocalórico.
Efecto Magnetocalórico.

Cuando hablamos del efecto magnetocalórico (MCE) nos referimos a la capacidad de absorber o entregar calor que tienen los materiales magnéticos cuando se les aplica un campo magnético externo.
El cambio adiabático de temperatura es directamente proporcional a la derivada de M respecto de la temperatura: 





donde CH,p es el calor específico a campo magnético H constante y presión p.  
La aplicación más interesante es desarrollo de refrigeradores a temperatura ambiente, y que los mayores valores de MCE se obtienen alrededor de las temperaturas de transición magnética de los materiales, se realizan muchos estudios sobre materiales con temperaturas de transición alrededor de temperatura ambiente.


Se planea realizar mediciones directas del efecto magnetocalórico, fundamentalmente del cambio de temperatura adiabático al aplicar el campo magnético.  También se planea desarrollar dispositivos que permitan realizar mediciones de análisis térmico diferencial (DTA).   Los dispositivos constaran de un portamuestras, (de acuerdo a las necesidades de cada técnica) y de modulo de adquisición de datos en el que se utilizaran tanto equipos comerciales como partes electrónicas especificas para la medición.  
Estos portamuestras se ubicarán dentro de un recinto en cual sea posible controlar la temperatura y aplicar un campo magnético externo.

Cambio adiabático de temperatura
La muestra se coloca en una placa de alúmina con grasa de vacío o barniz (para garantizar un buen contacto térmico entre la muestra y la alúmina).  También se coloca en contacto con la placa de alúmina un termómetro (resistencia de platino o tipo Cernox) con el cual se sensará la temperatura.    De esta manera será posible estudiar como cambia la temperatura de la muestra mientras se aplica el campo magnético.   Esta medición no es completamente adiabática, ya que existe un intercambio de calor de la muestra con el entorno y con la placa de alúmina.  Sin embargo, si se realiza la medición en condiciones de alto vacío y si la masa de la alúmina es mucho menor que la masa de la muestra, es posible reducir el intercambio de calor de la muestra. 

Análisis térmico diferencial.
En un análisis térmico diferencial (DTA) se somete a una variación de temperatura o de campo magnético tanto a la muestra como a un material de referencia que no presenta transiciones en el rango estudiado.   El DTA mide la diferencia de temperatura entre la muestra y el material de referencia, en función del tiempo (temperatura constante) o de la temperatura alcanzada en cada momento.   Si bien se trata de una técnica cualitativa, mediante una calibración adecuada es posible convertirla en una técnica semicuantitativa que permite determinar la cantidad de calor absorbido o entregado por una muestra durante una transición de fase. 
Para realizar las mediciones de DTA se utilizará un sistema similar al utilizado para la variación de temperatura adiabática, formado por dos placas de alúmina, una conteniendo a la muestra a medir y otra conteniendo a la muestra de referencia.  
Dado que la conductividad térmica de la referencia debe ser similar a la de la muestra, se utilizará otra muestra de la misma familia de compuestos, pero que no presente transiciones de fase en el rango de temperaturas y campos a estudiar.    Para la calibración del dispositivo se utilizarán patrones conocidos cuyo calor y temperatura de transición sea conocida. 


El trabajo de laboratorio 6 & 7 se complementará con mediciones de magnetización de las muestras a medir y se realizará tambien bajo la dirección del Dr. Joaquin Sacanell.