Farklı argon basıncında ve farklı ısıl işlem sürelerinde üretilen MgB2 süperiletkeninin mikroyapı, elektriksel ve mekanik özelliklerinin karakterizasyonu

Abstract

MgB2 süperiletkenleri, ex-situ reaksiyon yöntemiyle vakum ortamında, Ar atmosferinde 0 Bar, 10 Bar ve 20 Bar?lık basınç altında olmak üzere 0,5 ve 1 saatlik ısıl işlem sürelerinde üretildi. Bulk formunda üretilen numunelerin mikroyapısal, elektriksel ve mekanik özellikleri üzerine; basıncın ve ısıl işlem süresinin etkilerini incelemek içn XRD, SEM, EDS, Magnetoözdirenç, Vickers Mikrosertlik ölçümleri gerçekleştirildi. Vakum ortamında üretilen numunelerin hesaplanan a ve c örgü parametreleri ile tanecik boyutu değerleri en yüksek değerde olup uygulanan basıncın artmasıyla azalmıştır. Basıncın, atomlar arasındaki bağ mesafesini kısaltmasıyla tanecik boyutu azalmıştır. Daha küçük tanecik boyutu daha sıkı bir tanecik bağlantısına neden olarak; taşınabilecek kritik akım yoğunluğunun (Jc) artmasına yol açar. SEM görüntüleri, üretilen numunelerin MgB2?nin karakteristik morfolojisi olan tanecikli bir yapıya sahip olduğunu göstermiştir. Ayrıca uygulanan basıncın artmasıyla tanecik boyutunun küçüldüğü ve dolayısıyla tanecik bağlantısının güçlendiği SEM görüntüleriyle teyit edilmiştir. Magnetoözdirenç ölçümlerine göre, vakum ortamında üretilen numunelerin Tc değerleri en yüksek değerdedir ve basıncın artmasıyla azalmıştır. Bu çalışmada özellikle üretilen MgB2 numunelerinin mekanik özellikleri detaylı olarak incelenmiştir. Vickers mikrosertik değerleri hesaplanmış ve bu değerlerin yüke bağlı olduğu görülmüştür. Uygulanan basıncın artmasıyla numunelerin sertlik değerleri azalmıştır.0,5 saatte 20 Bar basınç altında üretilen numune ÇBE davranışı gösterirken, diğer tüm numuneler TÇBE davranışı göstermiştir. Tüm numuneler için Meyer kanunu, PSR Modeli, MPSR modeli, EPD modeli, HK modeli ve IIC modelleri analiz edilmiştir. ÇBE davranışı gösteren numune için en uygun model HK, TÇBE davranışı gösteren numuneler için ise IIC modeli olarak belirlenmiştir.