Sol-jel ve katıhal reaksiyon yöntemleri ile üretilen, Co ve CoFe2O4 katkılı polikristal YBCO-123 süperiletkeninin yapısal, elektrik ve mekanik özelliklerinin karakterizasyonu

Abstract

Bu çalışmada, YBa2Cu3-x(Co)xO7-δ ve YBa2Cu3-x(CoFe2O4)xO7-δ süperiletken numuneleri katıhal reaksiyonu ve sol-jel yöntemleri kullanılarak üretilmiştir (x = 0, 0.05, 0.10 ve 0.20). Numunelerin hazırlanmasında; katıhal reaksiyon yöntemi için oksit bazlı bileşikler, sol-jel yönteminde asetat bazlı bileşikler kullanılmıştır. Tüm numuneler üretim aşamasında, 930 °C'de 24 saat tavlamanın ardından 5 saat süreyle 500°C'de oksijen ortamında bekletilmiştir. Üretilen numunelerin yapısal özelliklerinin belirlenebilmesi için X-ışınları kırınım (XRD) desenleri, taramalı elektron mikroskobu (SEM) görüntüleri, enerji dağılım spektroskopi (EDS) verileri analiz edilmiştir. Bunun yanı sıra, elektriksel ve mekanik özelliklerin tespiti için sıcaklığa bağlı direnç (R-T) ve Vickers mikrosertlik ölçümleri gerçekleştirilmiştir. XRD sonuçlarında numunenin ortorombik yapıda olduğu sonucuna ulaşılırken elektriksel ölçüm sonuçlarında tüm numunelerin süperiletken özellik gösterdiği görülmüştür. Her iki yöntemle üretilen numuneler için de katkılama işlemi süperiletken kritik sıcaklık değerini düşürmüştür. Ayrıca Vickers mikrosertlik değerlerinde meydana gelen değişimler incelenmiştir. Mikrosertlik analizleri sonucunda Co katkılı numunelerin mikrosetlik davranışlarında değişim olmazken, CoFe2O4 katkılı numunelerin sertlik davranışlarının değiştiği görülmüştür. Katkısız numune TÇBE davranışı gösterirken CoFe2O4 katkılı numunelerde ÇBE davranışı gözlenmiştir.

In this study, YBa2Cu3-x(Co)xO7-δ and YBa2Cu3-x(CoFe2O4)xO7-δ superconductor samples were produced by using solid state reaction and sol-gel methods (x= 0, 0.05, 0.10 ve 0.20). In the preparation of the samples; oxide based compounds were used for the solid state reaction method, while acetate based compounds were used in the sol-gel method. All samples were sintered at 930 °C for 24 hours and 5 hours at 500 °C in oxygen atmosphere. X-ray diffraction (XRD) patterns, scanning electron microscopy (SEM) images, energy distribution spectroscopy (EDS) data were analyzed in order to determine the structural properties of the produced samples. In addition, temperature-dependent resistance (R-T) and Vickers microhardness measurements were performed to determine electrical and mechanical properties. XRD results showed that the sample was orthorhombic, and all samples showed superconductive properties in electrical measurement results. For the samples produced by both methods, the doping process reduced the superconducting critical temperature value. In addition, changes in Vickers microhardness values were investigated in detailed. As a result of the microhardness analysis, it was seen that while the microhardness behavior of the Co doped samples did not change, the hardness behaviors of the CoFe2O4 doped samples was changed. While the microhardness behavior of undoped sample was RISE, CoFe2O4 doped samples exhibited ISE behavior.