High Temparature Yb2O3-ZrO2 Insulation Coatings on Ag Tapes for Magnet Technology

Year 2014, Volume: 14 Issue: 3, 117 - 128, 01.12.2014

Mustafa Kaplan Mehmet Faruk Ebeoğlugil İşıl Birlik Recep Yiğit Erdal Çelik Eşref Avci

Abstract

In this study, synthesis and characterization of high temperature Yb2O3–ZrO2 insulation coatings on Ag substrate were investigated for magnet technologies. The produced powders and coatings were characterized by using DTA-TG, FTIR, XRD, SEM-EDS, refractometer, spectrophotometer and empendance machines. The DTA/TG result indicates three-stage decomposition for amorphous Yb2O3–ZrO2 composites. FTIR studies revealed that heat treated powders indicate several absoption bands corresponding to O-H, carboxyl and oxide groups. Though ZrO2 phase present in the structures with high intensity, Yb3O2 phase possessess low intensity peak. A regular surface morphology generally forms once YbO3 content increase in ZrO2 from 0 mole % to 12 mole %. The refractive indexes of Yb2O3–ZrO2 coatings were found to be in the range of 1.3539 and 1.3655. The film thicknesses of all coatings generally increased from 0.50 µm to 1.20 µm according to number of dipping. Optical band gap values of Yb2O3–ZrO2 coatings are approximately 3,014 eV. Empedance values of ZrO2 and Yb2O3ZrO2 coatings were measured as 2.52 ohms and 2.51 ohms, respectively

Keywords

Sol-gel; Yb2O3-ZrO2

Mıknatıs Teknolojisi İçin Ag Şeritler Üzerindeki Yüksek Sıcaklık Yb2O3-ZrO2 Yalıtkan Kaplamalar

Abstract

Bu çalışmada, mıknatıs teknolojileri için Ag altlık üzerinde yüksek sıcaklık Yb2O3–ZrO2 yalıtkan kaplamalaraın sentezlenmesi ve karakterizasyonu incelenmiştir. Üretilen tozlar ve kaplamalar DTA-TG, FTIR, XRD, SEM-EDS, refraktometre, spektrofotometre ve empedans cihazları kullanılarak karakterize edilmiştir. DTA-TG sonucu amorf Yb2O3–ZrO2 kompoziti üç kademeli bozunma göstermiştir. FTIR çalışmaları ısıl işlem yapılmış tozların O-H, karboksil ve oksit gruplara tekabül eden çeşitli absorbsiyon bandlarını içerdiğini açıklamıştır. Kaplama yapısında ZrO2 fazı yüksek şiddette olmasına rağmen, Yb3O2 fazı düşük şiddete sahiptir. ZrO2‘daki Yb2O3 içeriği % 0 molden % 12 mole artırıldığında, genellikle düzenli yüzey morfolojisi oluşmuştur. Yb2O3–ZrO2 kaplamaların refraktif indeksi 1.3539 ve 1.3655 aralığında bulunmuştur. Tüm kaplamaların kalınlıkları daldırma sayılarına göre 0.50 µm’den 1.20 µm’e değişmiştir. Yb2O3–ZrO2 kaplamaların optik enerji aralığı yaklaşık olarak 3,014 eV’dir. ZrO2 ve Yb2O3ZrO kaplamaların empedans değerleri sırasıyla 2.52 ohm ve 2.51 ohm olarak ölçülmüştür. © Afyon Kocatepe Üniversitesi

Keywords

Sol-jel; Yb2O-ZrO2

References

• Celik, E., Akın, Y., Sigmund W. and Hascicek, Y.S., 2003. High temperature Er2O3-ZrO2 insulation coatings on Ag/AgMg sheathed Bi-2212 superconducting tapes via sol-gel technique. IEEE Transactions on Applied Superconductivity, 13, 2988-2991.
• Celik, E., Hascicek, Y.S. and Mutlu, I.H., 2002. High compatible temperature superconductors and method of applying ınsulation to superconductors. USA Patent, Patent number: 6,344,287 B1. ınsulation for
• Celik, E., Hascicek, Y.S. and Mutlu, I.H., 2002. Method of Applying High Temperature Compatible Insulation to Superconductors. USA Patent, Patent number: 6,387,852 B1.
• Celik, E. 2010. Ho2O3-ZrO2 insulation coatings on AgMg sheathed Bi-2212 superconducting tapes by sol-gel technique for magnet technology. J. Sol-gel Science and Technology, 53, 561-569.
• Celik, E., Avci, E. and Hascicek, Y.S., 2004. Growth characteristic of ZrO2 insulation coatings on Ag/AgMg sheathed Bi-2212 superconducting tapes. Materials Science and Engineering B, 110, 213-220.
• Ech-chamikh, E., Essafti, A., Azizan, M., Ijdiyaou, Y., 2006. Optical characterization of a-C:N thin films deposited by RF sputtering. Solar Energy Materials and Solar Cells, 90 1424-1428.
• Jerónimo, P.C.A., Araşjo, A.N., Conceição, M. and Montenegro, B.S.M., 2004. Development of a sol–gel optical sensor for analysis of zinc in pharmaceuticals. Sensors and Actuators B: Chemical, 103, 169-177.
• Mutlu, I.H., Celik, E. and Hascicek, Y.S., 2002. High temperature ınsulation coatings and their electrical properties for HTS/LTS conductors. Physica C, 370, 113–124.
• Yue, Z., Guo, W., Zhou, J., Gui, Z., Li, L., 2004, Synthesis of nanocrystilline ferrites by sol–gel combustion process: the influence of pH value of solution. J. Magnetism and Magnetic Materials, 270, 216-223.
• Wilde, F.D. and Gibs, J., Geological Survey TWRI Book. 9, 1-30.
• Weijers, H.W., Hu, Q.Y., Viouchkov, Y., Celik, E., Hascicek, Y.S., Marken, K., Parrell, J. and Schwartz, J., 2002. Development and testing of a 3 T Bi-2212 insert magnet. Advances in Cryogenic Engineering (Materials), 45, 769-778.