Nalaganje ...
Projekti / Programi vir: ARIS

Vpliv elektronske strukture materialov na magnetno kalorični pojav

Raziskovalna dejavnost

Koda Veda Področje Podpodročje
2.04.02  Tehnika  Materiali  Kovinski materiali 

Koda Veda Področje
P260  Naravoslovno-matematične vede  Kondenzirane snovi: elektronska struktura, električne, magnetne in optične lstnosti, supraprevodniki, magnetna rezonanca, relaksacija, spektroskopija 
Ključne besede
magnetno kalorični pojav, magnetna entropija, izmenjalna sklopitev, teorija gostotnih funkcionalov
Vrednotenje (pravilnik)
vir: COBISS
Raziskovalci (4)
št. Evidenčna št. Ime in priimek Razisk. področje Vloga Obdobje Štev. publikacijŠtev. publikacij
1.  15654  dr. Matej Andrej Komelj  Materiali  Vodja  2007 - 2009  176 
2.  18594  dr. Paul John Mc Guiness  Materiali  Raziskovalec  2007 - 2009  338 
3.  24982  dr. Benjamin Podmiljšak  Materiali  Tehnični sodelavec  2007 - 2009  96 
4.  15597  dr. Zoran Samardžija  Materiali  Raziskovalec  2007 - 2009  583 
Organizacije (1)
št. Evidenčna št. Razisk. organizacija Kraj Matična številka Štev. publikacijŠtev. publikacij
1.  0106  Institut "Jožef Stefan"  Ljubljana  5051606000  91.961 
Povzetek
Adiabatno spremembo temperature oz. izotermno spremembo entropije materiala kot posledici spremembe zunanjega magnetnega polja imenujemo magnetno kalorični pojav. Pojav je uporaben za izdelavo magnetnih hladilnikov. Na osnovi elektronske strukture dobljene v okviru teorije gostotnih funkcionalov bomo raziskali mikroskopsko ozadje pojava. Obe karakteristični spremembi bomo določili v približku povprečnega polja in metode Monte Carlo s pomočjo parametrov izračunanih ab initio. Proučili bomo vpliv elektronske strukture in na ta način razložili magnetno kalorični pojav, kar bo omogočilo načrtovanje novih materialov.
Pomen za razvoj znanosti
Raziskave alternativnih načinov hlajenja so pomembne iz ekološkega in ekonomskega vidika, poleg tega pa bogatiji zakladnico znanja na področjih fizike, kemije, vede o materialih, energetike in drugih. Tehnološko zelo obetaven in zanimiv je magnetno-kalorični pojav. Ta tehnologija ne temelji na uporabi zdravju in okolju škodljivih plinov, ne vsebuje zapletenih mehanskih naprav ter je energijsko učinkovito. Temelji na kombinaciji magnetnega in strukturnega faznega prehoda, zato združuje magnetne in termične lastnosti in je iz tega stališča zelo pomembna za razvoj ustreznih znastvenih področij. Ključnega pomena je uporaba učinkovitega materiala, ki ga odlikuje velika adiabatna temperaturna sprememba ob spremembi zunanjega magnetnega polja. Idealnega materiala, ki bi imel tovrstno zadovoljivo lastnost pri sobni temperaturi (oz. delovni temperaturi hladilnika) še ne poznamo, zato je potrebno vložiti vse napore v njegov razvoj. Razvoj novih materialov ali izboljšave že obstoječih načeloma temeljijo bodisi na odkrivanju povsem novih zlitin v smislu kemijske sestave in kristalne zgradbe oz. majnih spremembah le teh, ali pa gre za izboljšavo fazne sestave, morfologije, mikrostrukture, čistosti in podobnih lastnosti, ki niso neposredno povezane z samo elektronsko strukturo in so v veliki meri odvisne od postopka in pogojev priprave. V okviru projekta "Vpliv elektronske strukture materialov na magnetno-kalorični pojav " smo predvsem modelirali lastnosti materialov na katere neposredno vpliva elektronska struktura, ostali dejavniki pa so bili privzeti bolj ali manj idealizirani (enofazna sestava, popolna kemijska in kristalna zgradba itd.) Rezultati so nedvoumno pokazali, da ima obnašanje merljivih makroskopskih količin vsaj delni vzrok v zapleteni elektronski strukturi, kar smo najbolj nazorno pokazali z izračuni kompleksne fermijeve površine in primerjavo z eksperimentalnimi rezultati. V večini primerov smo dosegli popolno kvalitativno ujemanje med teoretičnimi in eksperimentalnimi rezultati, medtem ko so razlogi za določeno kvantitavno neujemanje predvsem neupoštevanje kemičnega nereda, prisotnosti nečistoč, morfologije, mikrostrukture itd. Za prihodnje raziskave na tem področju to pomeni, da se je smiselno osredotociti na iskanje materialov z ustreznimi "intrinzičnimi" lastnostmi ter spreminjanju le teh neposredno preko elektronske strukture npr. s pomočju uvajanja intersticijskih elementov kot so vodik, dušik in morebiti tudi ogljk, ki ohranjajo kristalno zgradbo in morfologijo izhodiščnih zlitin. Zelo obetavne so kompleksne kovinske zlitine s svojimi nenavadnimi lastnostmi, zato bodo prihodnje raziskave lahko potekale v tej smeri.
Pomen za razvoj Slovenije
Rezultati raziskovalnega projekta "Vpliv elektronske strukture materialov na magnetno-kalorični pojav" so za razvoj Slovenije pomembni iz stališča njene prepoznavnosti v raziskovalni srenji, saj se pod ustreznimi znastvenimi objavami in na mednarodnih konferencah pojavljajo imena slovenskih raziskovalnih ustanov in raziskovalcev. Predmet projekta je bil magnetno kalorični pojav, ki je sam po sebi zelo zanimiv iz ekološkega in ekonomskega vidika, saj obeta zamenjavo stare tehnologije z novo. Slovenska industrija ima tradicijo s hladilnimi sistemi in je pred časom pokazala zanimanje za magnetno hlajenje, vsekakor pa je na njej, da se pri tem opre na domače znanje.
Najpomembnejši znanstveni rezultati Letno poročilo 2008, zaključno poročilo, celotno poročilo na dLib.si
Najpomembnejši družbeno–ekonomsko in kulturno relevantni rezultati Letno poročilo 2008, zaključno poročilo, celotno poročilo na dLib.si
Zgodovina ogledov
Priljubljeno