II. tip süperiletkenlerde akı çivilenmesi sonucu oluşan manyetik zorlanımın (magnetostriction) kritik hal modelleri çerçevesinde incelenmesi

Abstract

ÖZET Bu çalışmada, sonsuz uzunlukta slab ve silindir geometrili II. Tip superiletkenlerde akı çivilemesi sonucu oluşan manyetiketikzorlanımın (Magnetostriction) alan bağımlılığı teorik olarak tüm kritik hal modelleri çerçevesinde incelendi. Modelleme çalışmalarında slab malzemelerde manyetikzorlanımı hesaplamak için IKUTA vd. (1993) tarafından çıkarılan temel denklem kullanıldı. Silindir malzemeler için T. H. JOHANSEN (1999) tarafından çıkarılan denklem kullanıldı. Slab malzemelerdeki manyetikzorlanımın alan bağımlılığı için IKUTA vd. (1994) tarafından üç kritik hal modeli kullanılarak yapılan çalışma doğrulandı. Daha sonra onlar tarafından yapılan modellemeye en önemli kritik hal modellerinden biri olan Yasukochi modeli ilave edildi. Silindir malzemelerdeki manyetikzorlanmanın alan bağımlılığı için bu güne kadar herhangi bir detaylı teorik çalışma yapılmamıştır. En önemli dört kritik hal modeli (Bean, Kim, Yasukochi, Eksponansiyel Model) kullanılarak HTS silindir ve slab malzemelerde manyetikzorlanımın alan bağımlılıkları detaylı olarak incelendi. Çalışmalarda kullanılan formüllerin türetilmesi ve histeresizin simüle edilmesinde MATHEMETICA 4.0 paket programı kullanıldı. Ayrıca mathematicada, manyetikzorlanmanın histeresizini sümüle etmede kullanılacak denklemleri veren ve histeresizi çizen programlar yapıldı. Silindir ve slab malzemelerin manyetikzorlanım histeresizlerini çizdirmek için VBA (Visual Basic For Application) dilinde ve Excel XP'yi arabirim olarak kullanan bir paket program yapıldı. Programa CELEBHNANlR.xls ismi verildi. Hesaplama sonuçları literatürde yayınlanan deneysel verilerle karşılaştırıldı. Yayınlanan verilere uygun modeller ve parametreler ile uyum eğrilerinin elde edileceği gösterildi. Anahtar Kelimeler: II. Tip Süperiletkenler, Manyetikzorlanım, Kritik Akım Yoğunluğu, Kritik Hal Modelleri VI

SUMMARY Study Of Flux-Pinning Induced Magnetostriction In Type II Superconductors In The Framework Of The Critical State Models In this study, the field dependence of flux-pinning induced magnetostriction in type II superconducting samples having infinetly long slab and cylinder geometries was investigated theoretically in the framework of all critical state models. In this modelling study, the basic equation derived by Ikuta et al. (1993) was used to compute the magnetostriction in slab geometry. The basic equation derived by Johansen (1999) was also used for infinetly long cylinder. The study of Ikuta at al. (1994) for the field dependence ot the magnetostriction in slab geometry employing three critical state models was verified by our calculations. In addition, calculations using the Yasukochi model, one of the most important critical state models, was performed in this study. So far, the field dependence of magnetostriction for cylinder samples have not been done in detailed theoretical investigation. By using the most important four critical state models, the field dependence of both HTS slab and cylinder samples was studied in detail. The MATHEMATICA 4.0 packed program was employed to derive the equations used in this work and to simulate hysteresiz curves. However, the program producing equations that would be used for simulation and drawing the magnetostriction hysteresiz loops was done in the Mathematica. A packet program using Excel.XP as interface was also done in the VBA(Visual Basic For Application) in order to plot the magnetostriction hysteresiz for slab and cylinder geometry. This program was called Celebi-inamr.xls. The calculation results were compared to the experimental data published in the literature. It was shown that the published experimental data can be reproduced by our calculations selecting the convenient model and parameters. Key Words: Type II superconductors, Magnetostriction, Critical Current Density, Critical State Models