Thermodynamical mechanisms of elastically anisotropy straining stresses in the changes of the phase transition and properties of magnetic dielectrics under T-H-P influence

Abstract

Basing on experimental investigations, the role of elastically anisotropic straining stresses in the formation and change of structural phase transitions and properties of magnetic dielectric have been proposed and explained. From experimental investigations of the resonance properties of CuCI₂ • 2H₂O single crystal, being a low-temperature magnetic dielectric, a correspondence between the T, H and P influence (1 K, 4 kOe, 3 kbar) on structural phase transition has been determined. The thermomagnetic and thermobaromag-netic effects have been revealed. Their peaks have the same temperature tpp = 0 K coincident with the temperature T₂T of structural phase transition. Sign alternation in "cooling" and "heating" effects of Тр(Н) shifting are also found. The critical points PX’ Tx and P have the temperature parameter Tp = 9.2 K that differs significantly from the known TN = 4.3 K in these materials. The magnetization, field-temperature, and field-frequency dependences have been considered, and a conformity in changes of the properties before and after the structural phase transition has been established. The effect of thermo-EAS striction is found, which is a regularity in the phase state changing under thermostriction influence in magnetic dielectric. The competitive mechanisms of thermo- and magnetostriction causing changes in the high-frequency properties give rise to two resonances before and after the structural phase transition.

На основе экспериментальных исследований предложен и пояснен механизм роли упругих анизотропных деформирующих напряжений в возникновении и изменениях фазовых переходов и свойств магнитных диэлектриков. Из экспериментальных данных по резонансным свойствам монокристалла C₁₁CI₂ • 2H₂O, явля ющегося низкотемпературным магнитным диэлектриком, определено соответствие между влиянием T, Н и P (1 K, 4 kOe, 3 kbar) на структурный фазовый переход. Обнаружены термомагнитный и термобаромагнитный эффекты. Их максимумы имеют одинаковую температуру Трр = 0 K, совпадающую с температурой TSt структурного фазового перехода. Обнаружена также знакопеременность "охлаждающего" и "нагревающего" эффектов в сдвигах Тр(Н). Критические точки P;, Т; и P имеют температурный параметр Тр = 9.2 K, значительно отличающийся от известного значения TN = 4.3 K для этих материалов. Рассмотрены намагничивание, температурно-полевые и частотно-полевые зависимости и установлено соответствие в изменениях этих свойств до и после структурного фазового перехода. Обнаружен эффект термо-УДА стрикции, являющийся закономерностью изменения фазового состояния магнитного диэлектрика под влиянием магнитострикции. Конкурирующие механизмы термо- и магнитострикции, вызывающие изменения высокочастотных свойств, являются причиной двух резонансов до и после структурного фазового перехода.

На основі експериментальних досліджєнь запропоновано та пояснено механізм ролі пружних анізотропних деформуючих напруг у виникненні та змінах фазових переходів та властивостей магнітних діелектриків. З експериментальних даних про резонансні властивості монокристалу CuCI₂ • 2H₂O, що є низькотемпературним магнітним діелектриком, визначено відповідність між впливом Т, H і P (1 K, 4 kOe, 3 kbar) на структурний фазовий перехід. Виявлено термомагнітний та термобаромагнітний ефекти. їх максимуми мають однакову температуру Трр = 0 K, яка співпадає з температурою Tst структурного фазового переходу. Виявлено також знакозмінність "охолоджувального" та "нагрівального" ефектів у зсувах Tp(H). Критичні точки P;, T; та P мають температурний параметр Тр = 9.2 K, який значно відрізняється від відомого значення Ті = 4.3 K для цих матеріалів. Розглянуто намагнічування, температурно-польові та частотно-польові залежності та встановлено відповідність у змінах цих властивостей до та після структурного фазового переходу. Виявлено ефект термо-УДА стрикції, що є закономірністю зміни фазового стану магнітного діелектрика під впливом магнітострикції. Конкурентні механізми термо- та магнітострикції, які викликають зміни високочастотних властивостей, є причиною двох резонансів до та після структурного фазового переходу.