Développement d'une nouvelle méthode expérimentale permettant la mesure directe de l'effet magnétocalorique rotatif (EMCR)

Abstract

Lors de l’aimantation et de la désaimantation de certains matériaux, le changement d’entropie magnétique est si important que la température de ceux-ci varie de façon non négligeable. C’est ce qui est nommé l’effet magnétocalorique. En ajout à ce phénomène, lorsqu’un cristal présente une anisotropie magnétique, il est possible d’observer un effet magnétocalorique anisotrope qui change en fonction de l’orientation des axes du cristal sous un champ magnétique. Pour cette raison, ce phénomène est appelé l’effet magnétocalorique rotatif (EMCR). Bien que quelques mesures indirectes de l’effet magnétocalorique rotatif aient été présentées pour certains cristaux, comme les mesures du changement d’entropie magnétique (-$\Delta S_{M}$) pour les différents axes cristallins principaux, une mesure directe de l’effet magnétocalorique rotatif fonctionnel n’a pas encore été rapportée [1]. Dans ce mémoire, une méthode de mesure directe de l’effet magnétocalorique rotatif est présentée. Ces mesures directes de l’effet magnétocalorique rotatif ont été réalisées avec différentes versions de montage et différentes approches de mesures. Le présent mémoire comprend un rapport complet du contenu du projet. En premier lieu, une introduction historique ainsi qu’un survol de la théorie qui concerne l’effet magnétocalorique et l’effet magnétocalorique rotatif sont présentés dans le chapitre 1. Des concepts complémentaires à la théorie de l’effet magnétocalorique sont décrits dans le chapitre 2. Ensuite, la démarche expérimentale, la physique qui accompagne les méthodes de mesures ainsi que les montages sont présentés dans le chapitre 3. Dans le chapitre 4, les résultats de caractérisation des matériaux, tels la diffraction des rayons X, des mesures isothermes de l’aimantation et la chaleur spécifique sont présentés. Enfin, dans le chapitre 5, les différents résultats du projet sont présentés ; le comportement en température du système de mesure, les amplitudes de la variation en température du cristal, les cycles thermiques et finalement la mesure directe de l’effet magnétocalorique rotatif.