BSCCO süperiletkenler üzerine uygulanan yüksek peletizasyon basıncının etkisi

Abstract

Bu tezde, bazı Bi1.8Sr2Ca1.1Cu2.1Oy yüksek sıcaklık süperiletkenler geleneksel katı hal tepkime yöntemine dayalı olarak 1.5 GPa'dan 6 GPa'a değişen yüksek değerlerde farklı pelletizasyon basıncı ile hazırlandı. Onların temel özellikleri X-ray toz kırınım, taramalı elektron mikroskobu (SEM), dc elektriksel direnç, manyetik hysterezis döngü ölçümleri ve Vickers mikro sertlik ölçümleri vasıtasıyla araştırıldı.XRD sonuçları göstermektedir ki, bazı pikler, Bi0.75Sr1.25O3 ve Bi2CaO4 gibi minör safzıslık fazları için sorumluyken, bütün örneklerde majör pikler BSCCO 2212 fazına karşılık gelmektedir. SEM görüntüleri ile analiz edilen bütün örneklerin mikro yapıları göstermektedir ki, 6 GPa'da üretilen D örneği daha geniş ve taneciksel yapıya sahipken, diğerleri rastgele yönelimli plaka benzeri tanelere sahiptir. Süperiletkenlik geçiş sıcaklığı Tc (offset) artan pelletizasyon basıncı ile 41.92'den 57.3'e artığı gözlemlendi. M-H ölçümleri hem T = 10 K hem de T = 25 K'de gerçekleştirildi. Örneklerin Jc karakterizasyonunu açıklamak için, Bean'in kritik modeli kullanıldı. 6 GPa pelletizasyon basıncı içeren D örneği taneler arası daha iyi bağlantıların olduğunu gösteren, uygulanan bütün manyetik alanlarda manyetizasyonun daha yüksek değerine sahip olduğu bulundu. Buna ek olarak, örneklerin mekaniksel özellikleri oda sıcaklığında sertlik ölçümleri ile ayrıca karakterize edildi. En yüksek pelletizasyon basıncı içeren D örneğinin mikro sertlik değeri diğer örneklerden daha yüksek olduğu ayrıca gözlemlendi.

In this thesis, some Bi1.8Sr2Ca1.1Cu2.1Oy high temperature superconductors were prepared by different pelletization pressure at high values varied from 1.5 GPa to 6 GPa as based on conventinal solid state reaction method. The their basic properties were investigated by means of X-ray powder diffraction, scanning electron microscopy (SEM), dc electrical resistivity, magnetic hysteresis loop measurements and Vickers microhardness measurements. XRD resaults indicated that the major peaks in all samples correspond to BSCCO 2212 phase while some peaks are responsible for minor impurity phases such as Bi0.75Sr1.25O3 and Bi2CaO4. The microstructures of all samples analyzed by SEM images show that they have randomly oriented plate-like grains while sample D prodeced at 6 GPa has more dense and granular structure. Superconducting transition temperature Tc (offset) was observed to increase from 41.92 to 57.3 with increasing pelletization pressure. M-H measurements were performed at both T = 10 K and 25 K. In order to examine the JC characterization of samples, Bean's critical model was used. It was found that Sample D including pelletization pressures of 6 GPa has higher values of magnetization in all applied magnetic fields, indicating better connectivity between grains. Additionally, mechanical properties of samples are characterized by microhardness measurements at room temperatures. The microhardness value of the sample D including the greatest pelletization pressure is also observed to be higher than other samples.