Solid-state refrigeration has emerged as the most promising alternative to conventional refrigeration technology. However, for this technology to be applicable, the caloric effects produced in the alloys must be highly reversible. In this context, we compare the elastocaloric effect of two Ni–Mn–Ga alloys with different types of modulated martensite. The elastocaloric effect, quantified as the isothermal entropy change (ΔSela), was investigated in Ni50Mn28Ga22 and Ni50Mn30Ga20 alloys with 5M and 7M modulated martensite, respectively. Maximum ΔSela values obtained were 1.91 J kg−1 K−1 during cooling and 1.83 J kg−1 K−1 during heating in martensite 5M and 0.19 J kg−1 K−1 during cooling and 0.26 J kg−1 K−1 during heating in martensite 7M, for a constant applied stress of 10 MPa. However, although the 7M modulated martensite exhibited a lower ΔSela, its reversibility was higher. Therefore, our results could be useful for selecting a good material to be used in solid-state refrigeration.

1.
J.
Mohd Jani
,
M.
Leary
,
A.
Subic
, and
M. A.
Gibson
,
Mater. Des.
56
,
1078
1113
(
2014
).
2.
P.
Lindquist
,
T.
Hobza
,
C.
Patrick
, and
P.
Müllner
,
Shape Mem. Superelasticity
4
,
93
101
(
2018
).
3.
L.
Mañosa
and
A.
Planes
,
Philos. Trans. R. Soc. London, Ser. A
374
,
20150310
(
2016
).
4.
A.
Nespoli
,
D.
Ninarello
, and
C.
Fanciulli
,
Metals
13
,
1311
(
2023
).
5.
A.
Planes
,
L.
Mañosa
, and
M.
Acet
,
J. Phys.: Condens. Matter
21
,
233201
(
2009
).
6.
D.
Li
,
Z.
Li
,
X.
Zhang
,
B.
Yang
,
D.
Wang
,
X.
Zhao
, and
L.
Zuo
,
Scr. Mater.
189
,
78
83
(
2020
).
7.
W.
Tong
,
L.
Liang
,
J.
Xu
,
H. J.
Wang
,
J.
Tian
, and
L. M.
Peng
,
Scr. Mater.
209
,
114393
(
2022
).
8.
Y. J.
Huang
,
Q. D.
Hu
,
N. M.
Bruno
,
J. H.
Chen
,
I.
Karaman
,
J. H.
Ross
, and
J. G.
Li
,
Scr. Mater.
105
,
42
45
(
2015
).
9.
L.
Pfeuffer
,
A.
Gràcia-Condal
,
T.
Gottschall
,
D.
Koch
,
T.
Faske
,
E.
Bruder
,
J.
Lemke
,
A.
Taubel
,
S.
Ener
,
F.
Scheibel
,
K.
Durst
,
K. P.
Skokov
,
L.
Mañosa
,
A.
Planes
, and
O.
Gutfleisch
,
Acta Mater.
217
,
117157
(
2021
).
10.
Y.
Shen
,
W.
Sun
,
Z. Y.
Wei
,
Q.
Shen
,
Y. F.
Zhang
, and
J.
Liu
,
Scr. Mater.
163
,
14
18
(
2019
).
11.
G.
Zhang
,
D.
Li
,
C.
Liu
,
Z.
Li
,
B.
Yang
,
H.
Yan
,
X.
Zhao
, and
L.
Zuo
,
Scr. Mater.
201
,
113947
(
2021
).
12.
M.
Han
,
J. C.
Bennett
,
M. A.
Gharghouri
,
J.
Chen
,
C. V.
Hyatt
, and
N.
Mailman
,
Mater. Charact.
59
,
764
768
(
2008
).
13.
Z.
Li
,
N.
Zou
,
B.
Yang
,
W.
Gan
,
L.
Hou
,
X.
Li
,
Y.
Zhang
,
C.
Esling
,
M.
Hofmann
,
X.
Zhao
, and
L.
Zuo
,
J. Alloys Compd.
666
,
1
9
(
2016
).
14.
L.
Righi
,
P.
Lázpita
,
J.
Gutierrez
,
J. M.
Barandiaran
,
V. A.
Chernenko
, and
G.
Calestani
,
Scr. Mater.
62
,
383
386
(
2010
).
15.
H.
Yan
,
B.
Yang
,
Y.
Zhang
,
Z.
Li
,
C.
Esling
,
X.
Zhao
, and
L.
Zuo
,
Acta Mater.
111
,
75
84
(
2016
).
16.
Z. B.
Li
,
Y. D.
Zhang
,
C.
Esling
,
X.
Zhao
, and
L.
Zuo
,
Acta Mater.
59
,
2762
2772
(
2011
).
17.
X.
Liang
,
X.
Jiang
,
J.
Gu
,
J.
Bai
,
Z.
Guan
,
Z.
Li
,
H.
Yan
,
Y.
Zhang
,
C.
Esling
,
X.
Zhao
, and
L.
Zuo
,
Scr. Mater.
204
,
114140
(
2021
).
18.
A.
Çakir
,
L.
Righi
,
F.
Albertini
,
M.
Acet
,
M.
Farle
, and
S.
Aktürk
,
J. Appl. Phys.
114
,
183912
(
2013
).
19.
L.
Mañosa
and
A.
Planes
,
Adv. Mater.
29
,
1603607
(
2017
).
20.
D.
Li
,
X.
Zhang
,
G.
Zhang
,
Z.
Li
,
B.
Yang
,
H.
Yan
,
D.
Wang
,
X.
Zhao
, and
L.
Zuo
,
Appl. Phys. Lett.
118
,
213903
(
2021
).
21.
G.
Zhang
,
H.
Wang
,
Z.
Li
,
B.
Yang
,
H.
Yan
,
X.
Zhao
, and
L.
Zuo
,
Scr. Mater.
234
,
115584
(
2023
).
22.
J.
Yang
,
H.
Wang
,
Z.
Li
,
N.
Zou
,
H.
Yan
,
B.
Yang
, and
L.
Zuo
,
Acta Mater.
263
,
119546
(
2024
).
23.
Z.
Li
,
Y.
Zhang
,
C.
Esling
,
X.
Zhao
, and
L.
Zuo
,
Acta Mater.
59
,
3390
3397
(
2011
).
24.
Z.
Li
,
Y.
Zhang
,
C.
Esling
,
X.
Zhao
,
Y.
Wanga
, and
L.
Zuo
,
J. Appl. Cryst.
43
,
617
622
(
2010
).
25.
F.
Albertini
,
A.
Paoluzi
,
L.
Pareti
,
M.
Solzi
,
L.
Righi
,
E.
Villa
,
S.
Besseghini
, and
F.
Passaretti
,
J. Appl. Phys.
100
,
023908
(
2006
) [Database].
26.
S. Y.
Yu
,
Z. X.
Cao
,
L.
Ma
,
G. D.
Liu
,
J. L.
Chen
,
G. H.
Wu
,
B.
Zhang
, and
X. X.
Zhang
,
Appl. Phys. Lett.
91
,
102507
(
2007
) [Database].
27.
X.
Moya
,
L.
Mañosa
,
A.
Planes
,
T.
Krenke
,
M.
Acet
, and
E. F.
Wassermann
,
Mater. Sci. Eng. A
438
,
911
915
(
2006
).
28.
T.
Eto
,
X.
Xu
,
T.
Ito
,
F.
Honda
,
D. X.
Li
,
G.
Oomi
,
F.
Nakamura
,
H.
Masumoto
,
R.
Kainuma
, and
T.
Kanomata
,
J. Alloys Compd.
871
,
159480
(
2021
).
29.
M.
Şaşmaz
,
Phase Transitions
94
,
289
297
(
2021
).
30.
L.
Righi
,
F.
Albertini
,
L.
Pareti
,
A.
Paoluzi
, and
G.
Calestani
,
Acta Mater.
55
,
5237
5245
(
2007
).
31.
L.
Righi
,
F.
Albertini
,
E.
Villa
,
A.
Paoluzi
,
G.
Calestani
,
V.
Chernenko
,
S.
Besseghini
,
C.
Ritter
, and
F.
Passaretti
,
Acta Mater.
56
,
4529
4535
(
2008
) [Database].
32.
D. E.
Soto-Parra
,
E.
Vives
,
D.
González-Alonso
,
L.
Mañosa
,
A.
Planes
,
R.
Romero
,
J. A.
Matutes-Aquino
,
R. A.
Ochoa-Gamboa
, and
H.
Flores-Zúñiga
,
Appl. Phys. Lett.
96
,
071912
(
2010
).
33.
N. M.
Bruno
,
I.
Karaman
, and
Y. I.
Chumlyakov
,
Phys. Status Solidi B
255
,
1700437
(
2018
).
34.
P. O.
Castillo-Villa
,
D. E.
Soto-Parra
,
J. A.
Matutes-Aquino
,
R. A.
Ochoa-Gamboa
,
A.
Planes
,
L.
Mañosa
,
D.
González-Alonso
,
M.
Stipcich
,
R.
Romero
,
D.
Ríos-Jara
, and
H.
Flores-Zúñiga
,
Phys. Rev. B
83
,
174109
(
2011
).
35.
C.
Seguí
,
J.
Torrens-Serra
,
E.
Cesari
, and
P.
Lázpita
,
Materials
13
,
419
(
2020
).
36.
D.
Soto-Parra
,
E.
Vives
,
L.
Mañosa
,
J. A.
Matutes-Aquino
,
H.
Flores-Zúñiga
, and
A.
Planes
,
Appl. Phys. Lett.
108
,
071902
(
2016
).
37.
J. P.
Camarillo-Garcia
,
F.
Hernández-Navarro
,
D. E.
Soto-Parra
,
D.
Ríos-Jara
, and
H.
Flores-Zúñiga
,
Scr. Mater.
166
,
92
95
(
2019
).
38.
M.
López-Medina
,
F.
Hernández-Navarro
,
H.
Flores-Zúñiga
, and
D. E.
Soto-Parra
,
J. Appl. Phys.
129
,
115104
(
2021
).
39.
D.
Li
,
Z.
Li
,
J.
Yang
,
Z.
Li
,
B.
Yang
,
H.
Yan
,
D.
Wang
,
L.
Hou
,
X.
Li
,
Y.
Zhang
,
C.
Esling
,
X.
Zhao
, and
L.
Zuo
,
Scr. Mater.
163
,
116
120
(
2019
).
40.
J.
Pons
,
V. A.
Chernenko
,
R.
Santamarta
, and
E.
Cesari
,
Acta Mater.
48
,
3027
3038
(
2000
).
41.
J. P.
Camarillo
,
C. O.
Aguilar-Ortiz
,
H.
Flores-Zúñiga
,
D.
Ríos-Jara
,
D. E.
Soto-Parra
,
E.
Stern-Taulats
,
L.
Mañosa
, and
A.
Planes
,
Funct. Mater
10
,
1740007
(
2017
).
42.
L.
Mañosa
,
S.
Jarque-Farnos
,
E.
Vives
, and
A.
Planes
,
Appl. Phys. Lett.
103
,
211904
(
2013
).
43.
G. J.
Pataky
,
E.
Ertekin
, and
H.
Sehitoglu
,
Acta Mater.
96
,
420
427
(
2015
).
You do not currently have access to this content.