Süper iletken magnezyumdiborid (MgB2) üretim teknolojisi
Super conductor magnesiumdiboride (MgB2) production tecnology
- Tez No: 168120
- Danışmanlar: PROF.DR. MUAMMER KAYA
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Maden Mühendisliği ve Madencilik, Mining Engineering and Mining
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2005
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Eskişehir Osmangazi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 167
Özet
ÖZET Süper iletkenler elektrik akımına karşı hiç direnç göstermediklerinden hiç elektrik kaybı olmaz. Süper iletkenler magnetik enerji depolama sistemleri, motorlar, jenaratörler, transformatörler, bilgisayar parçalan, çok hassas magnetik alan, akım ve voltaj ölçme cihazlarında kullanılabilir. Süper iletken malzemeden yapılmış cihazların avantajları düşük güç yayma, yüksek-hızlı işlem ve yüksek hassasiyettir. 39K'da süper iletken olan MgB2 keşfi süper iletkenlikte önemli bir gelişme sağlamıştır. Hem Mg hem de B doğada bol ve ucuz bulunur. MgBz'nin yapısı basittir. Düşük sıcaklık süper iletkenlerinin mutlak sıfıra yakın soğutma gerektiğinden soğutma masrafları fazladır. Yüksek sıcaklık süper iletkenlerinin üretimleri pahalı ve zordur. MgBz'nin bileşenleri ucuz ve soğutma masrafları düşük sıcaklık süper iletkenlerinden daha az olmasından dolayı endüstriyel uygulamalarda kullanımı daha caziptir. Magnezyum diboritten kolay tel, pelet, film üretimi yapılabilir. 39K Tc'ye sahip MgB2 filmlerinden 104 Amper/cm2'den daha büyük kritik akım yoğunluğuna sahip malzemeler üretilebilmektedir. Yüksek akım yoğunluklu MgB2 fiber parçaları bor liflerinin Mg buharına tabi tutulmasıyla 900-950°C'de sentezlenebilir. Üretilen MgB2 malzeme kırılgan bir seramiktir. Bu yüzden bu seramik sert bir matris içine gömülür. MgB2 telleri tüpte-toz yöntemi ile üretilir. MgB2 filmleri bilgisayarlarda entergre devre ve chip yapımında kullanılabilir; böylece 4-5K'da çalışan niobyumlu devrelerden 4 kat daha hızlı çalışabileceği gibi sm helyum yerine sıvı azot kullanılabilir. Mg&2 sentezlemede amorf bor tozu ve saf Mg çubukları talyum foh/aya sarılır, kuvars tüpte kapalı argon atmosferde ısıtılır ve sonra soğutulur. Buradan alınan numunelerden sert ve yoğun MgB2 elde etmek için izostatik sıcak basmçta (yaklaşık 3 gPa) sinterlenmelidir. Üretilen malzemenin XRD'si MgB2 spektrası gösterir. Sıcaklık- direnç grafikleri ise geçiş sıcaklığının 39K civarında olduğunu gösterir. MgB2,nin süper iletkenliği BCS teorisine uyumludur ve delik tip taşıyıcıdır. MgBj'nin süper iletkenliğinde yüksek sıcaklık, basınç, bor izotopunun cinsi, başlangıç malzemeleri vs etkisi vardır. Sonuç olarak toplanan bu bilgilerin ışığı altında MgB2'nin üretim teknolojisi öğrenilmiş olup, bu ileri teknoloji malzemenin Üniversitemizde laboratuvar şartlarında yerli bor ve magnezyum ile üretimi için deneysel sistemin temini araştırılacaktır. iv
Özet (Çeviri)
SUMMARY Since super conductors do not show any resistivity to electrical currents, there is no electricity loss. Super conductors can be used for magnetic energy deposition systems, engines, generators, transformers, computor parts, very sensitive magnetic field, current and voltage mesuring devices. Equipments made from super conductoring materials have the following advantages: low power dissemination, high-speed processing and high sensivity. Very recently J. Akimitsu has announced the discovery of 39K superconductivity in MgB2 which has stimulated considerable interest in it as a new family of high temperature superconductors. In nature, both B and Mg are aboundant and cheap. The structure of MgB2 is simple. For the low temperature superconductors, close to the absolute zero cooling is very expensive. Production of the high temperature superconductors difficult and expensive. The use of MgB2 with cheap constituents and cooling expenses instead of low temperature superconductors is advantageous. Production of MgBî wire, pelet and film are easy. From the MgB2 films, it is possible to produce material with the critical current density of more than 104 amper/cm2. High current density MgB2 fibers can be synthesized from exposing boron fibres to Mg vapors at 900-950°C. Produced MgB2 is a fragile ceramic. Therefore, this ceramic has to be bounded to a hard matrix. MgB2 wires can be produced with the powder-in-tube method. MgB2 film can be used in the computer circuits and chips instead of niobium. Thus the speed of the computer is increased four times and nitrogen cooling instead of helium cooling can be used. In MgB2 synthesizing, amorphous boron powder and pure Mg rods/flakes are mixed and placed in a talium foil. This starting material placed in quartz tube and heated and cooled. This simple binary intermetallic material is high pressure (3 gPa) sintered. XRD study of produced MgB2 pelets shows MgB2 spectra. Temperature and resistivity graphs show that the transition temperature of the produed MgB2 is around 39K. MgBi's superconductivity is consistent with BCS theory and carrying is performed by pinning/holes. Temperature, pressure, boron isotope type and starting material etc. have significant effect on the superconductivity on MgB2. As a conclusion, with this study, we learned about MgB2 production technology. From now on, we try to produce this high-tech material in our laboratory with Turkish boron and magnesium.
Benzer Tezler
- Süper iletken ileri teknoloji aygıtlarının Adli Tıp'ta kullanımı
Başlık çevirisi yok
ORKUN ERUYGUN
Yüksek Lisans
Türkçe
1998
Adli Tıpİstanbul ÜniversitesiFen Bilimleri Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÜLKER ONBAŞI
- Designing qubits with superconducting circuits
Süper iletken devrelerle kübit tasarlama
FIRAT SOLĞUN
Yüksek Lisans
İngilizce
2011
Fizik ve Fizik MühendisliğiKoç ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. TEKİN DERELİ
- Fabrication and characterization of Al/AlOx/Al Josephson junctions for superconducting qubits
Süper iletken kübitler için Al/AlOx/Al Josephson bağlantılarının üretimi ve karakterizasyonu
REZA FIROUZMANDI
Yüksek Lisans
İngilizce
2021
Fizik ve Fizik MühendisliğiSabancı ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İSMET İNÖNÜ KAYA
- Süper iletken manyetik yatakların analizi ve modellenmesi
Analysis and modeling of superconducting magnetic bearings
YUSUF ÇINAR
Yüksek Lisans
Türkçe
2007
EnerjiGebze Yüksek Teknoloji EnstitüsüEnerji Sistemleri Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SELİM SİVRİOĞLU
- Süper iletken MgB2 kalın filmlerin hazırlanması, mikroyapısal ve elektriksel özelliklerinin belirlenmesi
Fabrication and investigation of microstructure and electrical properties of superconducting MgB2 thick films
MURAT ÖZABACI
Yüksek Lisans
Türkçe
2008
Fizik ve Fizik Mühendisliğiİnönü ÜniversitesiFizik Bölümü
PROF. DR. M. EYYÜPHAN YAKINCI