Lutesyum (Lu) katkılnamış Bi-2212 süperiletkeninin vickers mikrosertlik ölçümleri ve bazı fiziksel özelliklerinin incelenmesi

Abstract

Lu katkılı Bi2Sr2CaLuxCu2O8 süperiletken numuneleri, katıhal tepkime yöntemi kullanılarak x=0.0,0.1, 0.3, 0.5, 0.7 ve 1.0 olacak şekilde katkılandı. Ardından dikdörtgen şeklinde kesilen numuneler840°C' de 50 saat tavlandı. Fırının hem ısıtma, hem de soğutma oranı sırasıyla 5°C/dak. ve 3°C/dak.olarak ayarlandı. Karşılaştırma yapabilmek için, katkısız numune de aynı ısıl işlem koşullarındahazırlandı. Hazırlanan numuneler X-ışınları kırınımı (XRD), taramalı elektron mikroskobu (SEM),enerji dağılım spektrometresi (EDS), özdirenç (?-T) ve mikrosertlik (Hv) ölçümleri ile karakterizeedildi. XRD ölçümlerinden, örgü parametreleri ve fazları belirlendi. Numunelerin mikroyapı ve yüzeyyapısı için SEM, element bileşim analizleri için EDS ölçümleri yapıldı. Ayrıca, dc özdirençölçümlerinden numunelerin geçiş sıcaklıkları (Tc) belirlendi. Numunelerin mekanikselkarakteristikleri oda sıcaklığında farklı yüklerde (0.25-3N) yapılan mikrosertlik ölçümleriylebelirlendi. Bu ölçümlerin sonuçlarına göre Lu katkısının artmasıyla c örgü parametresi ve Bi-2212 fazıazaldı. SEM ve EDS ölçümleri sırasıyla, Lu katkısıyla yüzey yapısının ve tanecikler arasındakibağlantının kötüleştiğini ve Lu atomlarının ağırlıklı olarak Sr ve küçük bir kısmının da Ca atomlarıylayerdeğiştirerek kristal yapı içine girdiğini gösterdi. Lu katkısıyla, Tconset değerlerinin 99.5' den 93K'edüştüğü gözlendi. Numunelerin mikrosertlik değerleri yüke bağlı olarak hesaplandı ve bu değer Lukatkısıyla arttı. Bunun yanında, farklı modeller kullanılarak numunelerin yükten bağımsızmikrosertlik, elastik modülü, gerilme ve kırılma dayanımı değerleri hesaplandı. Deneysel mikrosertliksonuçları Meyer yasası, elastik/plastik deformasyon (EPD), orantılı numune direnci (PSR), modifiyeedilmiş orantılı numune direnci (MPSR) ve Hays-Kendall (HK) yaklaşımı kullanılarak analiz edildi.Sonuç olarak, yukarıda bahsettiğimiz modelleri numunelere uyguladığımızda, Hays-Kendall (HK)yaklaşımı bizim numunelerimizin çentici boyut etkisini (ÇBE) açıklayan en iyi model olarak tespitedildi.Bu tezde, Lu katkısının Bi-2212 süperiletkeninin mikroyapı, süperiletkenlik ve mekanik özellikleriüzerinde meydana getirdiği değişimler ve bunların olası sebepleri detaylı olarak tartışıldı.