Sol-gel yöntemiyle üretilen Zn geçiş metali katkılı YBCO (123) süperiletkenlerinin yapısal, elektrik ve mekanik özelliklerinin incelenmesi

Abstract

Bu çalışmada, nano boyutlu malzemelerin hazırlanmasında yaygın olarak kullanılan yöntem olan sol-gel yöntemi ile Zn (Çinko) katkılı YBCO-123 süperiletken numuneleri üretilmiştir. Yapılan katkılanmanın yapısal, elektrik ve mekanik özellikleri üzerine etkileri detaylı bir şekilde incelenmiştir. Karşılaştırma yapmak için aynı şartlarda katkısız numune de üretilmiştir. Üretilen süperiletken numunelerin faz analizi ve örgü parametrelerinin belirlemesi için X ışınları kırınımı analizi (XRD), mikroyapı incelemeleri için ise taramalı elektron mikroskobu (SEM) ölçümleri yapılmıştır. Süperiletkenlik özelliklerini belirlemek için özdirenç, mekanik özelliklerini belirlemek için ise mikrosertlik ölçümleri gerçekleştirilmiştir. Vickers mikrosertlik, elastik modülü, gerilme ve kırılma dayanımı değerleri de katkılı ve katkısız numuneler için ayrı ayrı hesaplanmıştır. Ardından mikrosertlik ölçümlerinin deneysel sonuçları, Kick's yasası, PSR modeli, EPD modeli, Hays Kendall (HK) yaklaşımı ve IIC modeli kullanılarak analiz edilmiş ve IIC modeli en başarılı model olarak belirlenmiştir.

In this study, Zn doped YBCO-123 samples are produced by the sol-gel method is the most widely used method for preparing nano size materials. The effect of the zinc (Zn) doping on structural, electrical and mechanical properties of the YBCO-123 superconductors is investigated in detail. For comparison, undoped sample is prepared in the same conditions. X-ray diffraction analysis (XRD) is used to determine phase analysis and lattice parameters of the superconducting samples and scanning electron microscope (SEM) measurements are made for microstructure properties. The resistivity measurement for superconducting properties and microhardness measurement for mechanic properties are carried out. Vickers microhardness, young modulus, fracture toughness and yield strength values are calculated separately for doped and undoped samples. And then experimental results of microhardness measurements are analyzed using the Kick's law, PSR model, EPD model, the Hays- Kendall (HK) approach and IIC model and IIC model is determined as the most successful model.