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La réfrigération magnétique autour de l’ambiante s’appuie sur l’effet magnétocalorique. Ses avantages économiques et environnementaux associés à son rendement énergétique en font un candidat de premier plan pour de nombreuses applications industrielles.
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- Version courante de juin 2023 par Morgan ALMANZA, Martino LOBUE, Afef LEBOUC
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3. Matériaux à EMC géant autour de l’ambiante
Pour les applications de la réfrigération magnétique autour de la température ambiante, le matériau doit présenter un EMC géant.
Par EMC géant, nous entendons des variations de température élevées (quelques kelvins à quelques dizaines de kelvins) pour des inductions magnétiques accessibles par des aimants ou des électroaimants supraconducteurs (quelques teslas).
3.1 Relation entre transition de phase et EMC
Pour que le matériau possède un EMC géant, il faut qu’il réunisse au mieux les conditions suivantes :
-
une variation d’entropie magnétique ΔSm élevée sur une plage de température la plus large possible. Cela se traduit par un moment magnétique élevé et une transition de phase étendue ;
-
une variation de température ΔT élevée. Cela se traduit par une faible capacité thermique massique cp, ΔSm étant liée à ΔT, pour une transformation adiabatique à une température T donnée, par la relation :
Le gadolinium, qui est une terre rare et dont la température de Curie est proche de l’ambiante (TC = 273 K), répond à ces deux critères (figure 6). C’est aujourd’hui le seul matériau magnétique métallique disponible à l’état pur qui possède un EMC géant. Il a été exploité dans les premières réalisations pour démontrer la faisabilité de la réfrigération magnétique . Sa variation adiabatique de température est de l’ordre de 2 K/T.
Compte tenu de l’équation de la variation de l’entropie magnétique ...
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Matériaux à EMC géant autour de l’ambiante
BIBLIOGRAPHIE
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