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  5. Development of Magnetocaloric Microstructures from Equiatomic Iron–Rhodium Nanoparticles through Laser Sintering
 
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2023
Zweitveröffentlichung
Artikel
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Development of Magnetocaloric Microstructures from Equiatomic Iron–Rhodium Nanoparticles through Laser Sintering

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TUDa URI
tuda/11753
URN
urn:nbn:de:tuda-tuprints-272545
DOI
10.26083/tuprints-00027254
Autor:innen
Tahir, Shabbir ORCID 0000-0001-6757-7785
Landers, Joachim ORCID 0000-0002-4506-6383
Salamon, Soma ORCID 0000-0002-8661-6038
Koch, David ORCID 0000-0002-6841-9962
Doñate‐Buendía, Carlos ORCID 0000-0002-7022-0960
Ziefuß, Anna R. ORCID 0000-0002-9465-1917
Wende, Heiko ORCID 0000-0001-8395-3541
Gökce, Bilal ORCID 0000-0001-6368-9659
Kurzbeschreibung (Abstract)

Pronounced magnetocaloric effects are typically observed in materials that often contain expensive and rare elements and are therefore costly to mass produce. However, they can rather be exploited on a small scale for miniaturized devices such as magnetic micro coolers, thermal sensors, and magnetic micropumps. Herein, a method is developed to generate magnetocaloric microstructures from an equiatomic iron–rhodium (FeRh) bulk target through a stepwise process. First, paramagnetic near‐to‐equiatomic solid‐solution FeRh nanoparticles (NPs) are generated through picosecond (ps)‐pulsed laser ablation in ethanol, which are then transformed into a printable ink and patterned using a continuous wave laser. Laser patterning not only leads to sintering of the NP ink but also triggers the phase transformation of the initial γ‐ to B2‐FeRh. At a laser fluence of 246 J cm⁻², a partial (52%) phase transformation from γ‐ to B2‐FeRh is obtained, resulting in a magnetization increase of 35 Am² kg⁻¹ across the antiferromagnetic to ferromagnetic phase transition. This represents a ca. sixfold enhancement compared to previous furnace‐annealed FeRh ink. Finally, herein, the ability is demonstrated to create FeRh 2D structures with different geometries using laser sintering of magnetocaloric inks, which offers advantages such as micrometric spatial resolution, in situ annealing, and structure design flexibility.

Freie Schlagworte

antiferromagnetic-fer...

iron-rhodium

laser ablation in liq...

laser sintering

micro cooling

Sprache
Englisch
Fachbereich/-gebiet
11 Fachbereich Material- und Geowissenschaften > Materialwissenschaft > Fachgebiet Strukturforschung
DDC
500 Naturwissenschaften und Mathematik > 540 Chemie
600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften > 660 Technische Chemie
Institution
Universitäts- und Landesbibliothek Darmstadt
Ort
Darmstadt
Titel der Zeitschrift / Schriftenreihe
Advanced Engineering Materials
Jahrgang der Zeitschrift
25
Heftnummer der Zeitschrift
20
ISSN
1527-2648
Verlag
Wiley-VCH
Ort der Erstveröffentlichung
Weinheim
Publikationsjahr der Erstveröffentlichung
2023
Verlags-DOI
10.1002/adem.202300245
PPN
51847013X
Artikel-ID
2300245

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