Sol-jel yöntemi ile hazırlanan TB ve ZN katkılı YBCO-123 ve YBCO-358 süperiletkenlerinin incelenmesi

Abstract

Bu çalışmada, sol-jel üretim yöntemi kullanılarak hazırlanan bakır tabanlı Y1-x(Tb)xBa2Cu3O7- δ, YBa2Cu3-x(Zn)xO7-δ, Y3-x(Tb)xBa5Cu8O18-δ ve Y3Ba5Cu8-x(Zn)xO18-δ süperiletken numuneleri incelenmiştir. Asetat bazlı bileşikler kullanılarak hazırlanan numuneler, 800 °C de üç kez kalsinasyon işlemi, 930°C’de 24 saat sinterleme ve 500°C’de 5 saat boyunca oksijen ortamında bekletme süreçlerinin ardından preslenerek süperiletken bulk (yığın) forma dönüştürülmüştür. Üretilen numunelerin yapısal özelliklerinin karakterizasyonunda X-ışınları kırınım (XRD) difraktometresi, taramalı elektron mikroskobu (SEM) ve enerji dağılım spektroskopisi (EDS), elektriksel özelliklerin belirlenmesi için sıcaklığa bağlı özdirenç (ρ-T) ölçümleri, manyetik özelliklerin tespitinde ise doğru akım manyetizasyon (VSM) ölçümleri kullanılmış ve mikromekanik özelliklerin tespitinde Vickers mikrosertlik ölçümlerinden yararlanılmıştır. Numunelerin; XRD analizi sonuçlarına göre ortorombik kristal yapıda oldukları tespit edilmiş, elektriksel ölçüm sonuçlarına göre de süperiletken özellik gösterdikleri belirlenmiştir. Her iki YBCO fazında ve her iki katkı türünde üretilen tüm numunelerde katkılama, süperiletkenliğe geçişteki kritik sıcaklık değerini düşürmüştür. Buna ek olarak VSM ölçüm sonuçlarına göre katkılama miktarına bağlı olarak kritik akım yoğunluğu değerleri de genel olarak azalmıştır. Ayrıca Vickers mikrosertlik ölçümlerinin sonuçları incelendiğinde Tb ve Zn katkılı tüm numunelerin Çentik Boyutu Etkisi (ISE) davranışı gösterdiği ve sonuçların değerlendirilmesinde en uygun modelin Çentici Kaynaklı Kırılma Modeli (IIC) olduğu anlaşılmıştır. Çalışmada iki ayrı YBCO fazında üretilen bulk numunelerin üretim yönteminin, katkı türü ve miktarının, malzemenin yapısal, elektriksel, manyetik ve mekanik özellikleri üzerindeki etkilerinin incelenmesi ve sonuç olarak süperiletkenlik özellikleri gelişmiş, teknolojik performansı yüksek malzeme üretimine katkı sağlanması amaçlanmıştır.