Araştırma Makalesi

Mg Difüzyonu Tekniği ile Türkiye’de Saflaştırılmış Bor Kullanılarak Üretilen MgB2 için B Saflığının Süperiletkenlik Özellikleri Üzerine Etkisi

Cilt: 36 Sayı: 2 30 Eylül 2024
PDF İndir
TR EN

Mg Difüzyonu Tekniği ile Türkiye’de Saflaştırılmış Bor Kullanılarak Üretilen MgB2 için B Saflığının Süperiletkenlik Özellikleri Üzerine Etkisi

Öz

MgB2 süperiletken külçeleri, Türkiye’de saflaştırılmış olan üç farklı saflıkta B tozu kullanarak tümüyle aynı koşullarda Mg difüzyon yöntemiyle sentezlendi. Laboratuvar ölçekli çalışmalarda çoğunlukla yüksek saflıkta başlangıç tozları kullanılmaktadır. Büyük ölçekli üretim için yüksek saflıktaki başlangıç tozları üretim maliyeti açısından büyük bir yük getirmektedir. Bu çalışmamızda Mg difüzyon yöntemi için B düşük saflık derecesinin etkisi incelenmiştir. 850 °C’de 10 saatlik ısıl işlem sonucu üretilen MgB2 külçe numunelerinin, mikro yapısal özellikleri XRD analizleri ile incelenmiştir. XRD sonuçları Rietveld yöntemiyle arıtılarak örgü parametreleri a=b=3,08 Å, c=3,52 Å civarında elde edilmiştir. Kristal boyutları ve mikro gerinimleri Scherrer ve Williamson-Hall formülleri kullanılarak hesaplanmıştır. Ayrıca manyetik özellikleri incelendiğinde, %86,70 saflıkta B kaynağı kullanılan numune de Tc değeri 38,74 K ve 20 K’de Jc(B=0) değeri ise 3,14x105 A/cm2 olarak tespit edilmiştir. Manyetik ölçümlerden Fp hesaplanmış ve çivilenme mekanizmaları Dew-Hughes'un ölçeklendirme yaklaşımı ile irdelenmiştir. Numunelerimizin tümünde baskın çivilenme mekanizması tane sınırları ve süperiletken olmayan nokta çivilenme mekanizmaları olduğu tespit edilmiştir. İlgili teknolojiler için önemli olan yüksek Jc ve Tc değerlerine %86,70 saflıkta Türkiye’de saflaştırılmış olan B kaynağı ile ulaşılabileceği gösterilmiştir.

Anahtar Kelimeler

Destekleyen Kurum

TÜBİTAK

Proje Numarası

TÜBİTAK’ın 2219-Yurt Dışı Doktora Sonrası Araştırma Burs Programı

Etik Beyan

Bu çalışmanın, özgün bir çalışma olduğunu; çalışma fikrinin tarafıma ait olduğunu, tüm deneysel çalışmaların TÜBİTAK 2219 desteği ile tarafımca yapıldığını, veri toplama, analiz ve bilgilerin sunumu olmak üzere tüm aşamalarından bilimsel etik ilke ve kurallarına uygun davranarak tarafımca yapıldığını, bu çalışma kapsamında elde edilmeyen tüm veri ve bilgiler için kaynak gösterdiğimi ve bu kaynaklara kaynakçada yer verdiğimi beyan ederim.

Teşekkür

TÜBİTAK’ın 2219-Yurt Dışı Doktora Sonrası Araştırma Burs Programı desteği ile yapılan çalışma sonuçlarından hazırlanmıştır. Bu desteği için TÜBİTAK'a teşekkür ederim.

Kaynakça

  1. Nagamatsu, J, Nakagawa, N, Muranaka, T, Zenitani Y, Akimitsu J. Superconductivity at 39 K in magnesium diboride. Nature 2001; 410: 63-64. https://doi.org/10.1038/35065039
  2. Barua S, Hossain MSA, Ma Z, Patel D, Mustapic M, Somer M, Acar S, Kokal I ve diğerleri. Superior critical current density obtained in MgB2 bulks through low-cost carbon-encapsulated boron powder. Scripta Materialia 2015; 104: 37-40. https://doi.org/10.1016/j.scriptamat.2015.04.003
  3. Badr MH, Ng KW. A new heat treatment to prepare high-quality polycrystalline and single crystal MgB2 in a single process. Superconductor Science and Technology 2003; 16: 668. https://doi.org/10.1088/0953-2048/16/6/302
  4. Giunchi G, Ripamonti G, Cavallin T, Bassani E. The reactive liquid Mg infiltration process to produce large superconducting bulk MgB2 manufacts. Cryogenics 2006; 46 (2-3): 237-242. https://doi.org/10.1016/j.cryogenics.2005.11.011
  5. Bhagurkar A. Processing of MgB2 Bulk Superconductor by Infiltration and Growth. London: Brunel Univeristy London, 2017. http://bura.brunel.ac.uk/handle/2438/14777
  6. Kitaguchi H, Matsumoto A, Kumakura H, Doi T, Yamamoto H, Saitoh K, Sosiati H, Hata S. MgB2 films with very high critical current densities due to strong grain boundary pinning. Applied Physics Letters 2004; 85: 2842-2844. https://doi.org/10.1063/1.1805195
  7. Prikhna TA, Eisterer M, Weber HW, Gawalek W, Kovylaev VV, Karpets MV, Basyuk TV, Moshchil VE. Nanostructural inhomogeneities acting as pinning centers in bulk MgB2 with low and enhanced grain connectivity. Superconductor Science and Technology 2014; 27: 044013. https://doi.org/10.1088/0953-2048/27/4/044013
  8. Durrell JH, Dancer CEJ, Dennis A, Shi Y, Xu Z, Campbell AM, Hari Babu N, Todd RI, Grovenor CRM, Cardwell DA. A trapped field of >3 T in bulk MgB2 fabricated by uniaxial hot pressing. Superconductor Science and Technology 2012; 25: 112002. https://doi.org/10.1088/0953-2048/25/11/112002

Ayrıntılar

Birincil Dil

Türkçe

Konular

Fiziksel Metalurji, Malzeme Karekterizasyonu

Bölüm

Araştırma Makalesi

Yayımlanma Tarihi

30 Eylül 2024

Gönderilme Tarihi

1 Şubat 2024

Kabul Tarihi

4 Mayıs 2024

Yayımlandığı Sayı

Yıl 2024 Cilt: 36 Sayı: 2

Kaynak Göster

APA
Çiçek, Ö. (2024). Mg Difüzyonu Tekniği ile Türkiye’de Saflaştırılmış Bor Kullanılarak Üretilen MgB2 için B Saflığının Süperiletkenlik Özellikleri Üzerine Etkisi. Fırat Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, 36(2), 521-534. https://doi.org/10.35234/fumbd.1429915
AMA
1.Çiçek Ö. Mg Difüzyonu Tekniği ile Türkiye’de Saflaştırılmış Bor Kullanılarak Üretilen MgB2 için B Saflığının Süperiletkenlik Özellikleri Üzerine Etkisi. Fırat Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi. 2024;36(2):521-534. doi:10.35234/fumbd.1429915
Chicago
Çiçek, Özlem. 2024. “Mg Difüzyonu Tekniği ile Türkiye’de Saflaştırılmış Bor Kullanılarak Üretilen MgB2 için B Saflığının Süperiletkenlik Özellikleri Üzerine Etkisi”. Fırat Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi 36 (2): 521-34. https://doi.org/10.35234/fumbd.1429915.
EndNote
Çiçek Ö (01 Eylül 2024) Mg Difüzyonu Tekniği ile Türkiye’de Saflaştırılmış Bor Kullanılarak Üretilen MgB2 için B Saflığının Süperiletkenlik Özellikleri Üzerine Etkisi. Fırat Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi 36 2 521–534.
IEEE
[1]Ö. Çiçek, “Mg Difüzyonu Tekniği ile Türkiye’de Saflaştırılmış Bor Kullanılarak Üretilen MgB2 için B Saflığının Süperiletkenlik Özellikleri Üzerine Etkisi”, Fırat Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, c. 36, sy 2, ss. 521–534, Eyl. 2024, doi: 10.35234/fumbd.1429915.
ISNAD
Çiçek, Özlem. “Mg Difüzyonu Tekniği ile Türkiye’de Saflaştırılmış Bor Kullanılarak Üretilen MgB2 için B Saflığının Süperiletkenlik Özellikleri Üzerine Etkisi”. Fırat Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi 36/2 (01 Eylül 2024): 521-534. https://doi.org/10.35234/fumbd.1429915.
JAMA
1.Çiçek Ö. Mg Difüzyonu Tekniği ile Türkiye’de Saflaştırılmış Bor Kullanılarak Üretilen MgB2 için B Saflığının Süperiletkenlik Özellikleri Üzerine Etkisi. Fırat Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi. 2024;36:521–534.
MLA
Çiçek, Özlem. “Mg Difüzyonu Tekniği ile Türkiye’de Saflaştırılmış Bor Kullanılarak Üretilen MgB2 için B Saflığının Süperiletkenlik Özellikleri Üzerine Etkisi”. Fırat Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, c. 36, sy 2, Eylül 2024, ss. 521-34, doi:10.35234/fumbd.1429915.
Vancouver
1.Özlem Çiçek. Mg Difüzyonu Tekniği ile Türkiye’de Saflaştırılmış Bor Kullanılarak Üretilen MgB2 için B Saflığının Süperiletkenlik Özellikleri Üzerine Etkisi. Fırat Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi. 01 Eylül 2024;36(2):521-34. doi:10.35234/fumbd.1429915

Cited By