Geri Dön

The effect of Au diffusion-doped on structural, superconducting and mechanical properties of Bi1.8Pb0.35Sr1.9Ca2.1Cu3Oy

Bi1.8Pb0.35Sr1.9Ca2.1Cu3Oy süperiletkeninde Au difüzyonunun yapısal, üstüniletkenlik ve mekanik özellikleri üzerine etkisi

PDF İndir

  1. Tez No: 216588
  2. Yazar: ÖZGÜR ÖZTÜRK
  3. Danışmanlar: DOÇ. DR. CABİR TERZİOĞLU
  4. Tez Türü: Doktora
  5. Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Physics and Physics Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Bi-2223 fazı, Bi-2212 fazı, Yüksek sıcaklık süperiletkenler, Difüzyon katsayısı, Geçiş sıcaklığı, Taşıma kritik akım yoğunluğu, Taneler arası ve tane içi akım yoğunluğu, Mekanik özellikler, Bi-2223, Bi-2212, High temperature superconductor, Diffusion coefficient, Transition temperature, Transport critical current density, Intergrain and Intragrain critical current density, Mechanical properties
  7. Yıl: 2007
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Abant İzzet Baysal Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Fizik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 170

Özet

Bu çalışmada, katıhal tepkime yöntemiyle hazırlanan Bi1,8Pb0,35Sr1,9Ca2,1Cu3Oy süperiletken numunelerinin bir yüzeyine altın buharlaştırılarak 830°C' de 10, 20 ve 50 saat' lik tavlama sonucu ince altın tabakasının numuneye difüze olması sağlandı. Bu işlemden sonra, difüzyon yolu ile numuneye altın katkılamanın ve difüzyon ısıl işlem süresinin numunelerin süperiletkenlik, yapısal ve mekanik özellikleri üzerindeki etkileri incelendi. Karşılaştırma yapmak için aynı şartlarda katkısız numune de hazırlandı. Elektrik, manyetik ve süperiletkenlik özelliklerini belirlemek için DC özdirenç, kritik akım yoğunluğu ve AC alınganlık ölçümleri yapıldı. Mekanik özelliklerini belirlemek için ise mikrosertlik ölçümleri yapıldı. Numunelerin mekanik özellikleri difüzyon ısıl işlen süresine ve yüke bağlı olarak belirlendi. Faz analizi ve örgü parametrelerinin belirlenmesi için X-ışınları kırınımı incelemesi, mikroyapı incelemeleri için ise SEM ölçümleri yapıldı. Bu ölçümler sonucunda altın katkılanmış numune ile ve katkısız numune karşılaştırdığında, c örgü parametresinin, kritik akım yoğunluğunun, kritik dönüşüm sıcaklığının arttığı ve taneciklerin büyüdüğü gözlendi. Ayrıca mekanik özellikler ve Bi-2223 fazında iyileşmeler belirlendi. Difüzyon ısıl işlem süresi azaldıkça, numune yüzeyindeki boşlukların sayısı ve büyüklüğü artmış, c örgü parametresi, kritik dönüşüm sıcaklığı ve kritik akım yoğunluğu azalmıştır. Bunlara ek olarak altının difüzyon katsayısı ve aktivasyon enerjisi hesaplandı. Bu sebeple 500, 600, 700, 750, 800 °C de 10 saat süreyle difüzyon-tavlaması yapılarak katkısız numune üzerine buharlaştırılan ince altın tabakasının numuneye difüze olması sağlandı. Yüksek sıcaklık süperiletkenlerde difüzyon parametrelerinin belirlenmesinde birkaç metot vardır. Bunlardan en yaygın olanları şunlardır: Numunenin özdirencini ölçerek, numunelerin XRD verilerinden örgü parametrelerini hesaplayarak, X-ray Fluorescence tekniği ve radio-tracer yöntemidir. Bu çalışmada yukarıda bahsedilen ilk iki yöntem kullanıldı. 500-800°C arasında üretilen altın katkılanmış Bi-2223 numunelerinin difüzyon ısıl işlem sıcaklığına bağlı difüzyon katsayısını hesaplamak için D=D0 exp(-Ea/kBT) bağıntısı kullanıldı ve altının aktivasyon enerjisi (Ea), 1,08 eV olarak hesaplandı. Bu çalışmada, süperiletken BSCCO numunesine difüzyon yoluyla altın kakılanmasıyla meydana gelen yapısal, süperiletkenlik ve mekanik özelliklerindeki iyileşmenin nedenleri tartışıldı.

Özet (Çeviri)

In this study, we have investigated the effect of the gold diffusion-doping and diffusion-annealing duration on structural, superconducting and mechanical properties of the Bi1.8Pb0.35Sr1.9Ca2.1Cu3Oy superconductors annealed 830°C for 10, 20, 50 hours. The samples were prepared by the conventional solid-state reaction method in the polycrystalline bulk form. Doping of Bi-2223 was carried out by means of Au diffusion during sintering from an evaporated Au films on pellets. The experimental works in this study consist of DC electrical resistivity, critical current density and AC susceptibility measurements for electrical, magnetic and superconducting properties, microhardness measurements for mechanical properties (such as Vickers microhardness, Young?s modulus, fracture toughness and yield strength). The mechanical properties of the samples were found to be diffusion annealing time and load dependent. Powder X-ray diffraction for phase analyses and lattice parameters, and SEM for microstructure examinations were carried out. These measurements showed that Au doping, in comparison with the undoped samples, increased the lattice parameter c, grain size, critical current density, and critical transition temperature, improved the mechanical properties and enhanced formation of Bi-2223 phase. Moreover, as the diffusion-annealing time decreased the number and size of voids increased, transition temperature, critical current density, lattice parameter c decreased. Additionally, we have calculated the activation energies and diffusion coefficients of Au in BSCCO. For this reason, the undoped samples were coated with an Au layer and diffusion annealing was carried out 500, 600, 700, 750 and 800°C for 10 hours. There are several methods to estimate the diffusion parameter in polycrystalline high-Tc superconductors. The most common four methods are: successive removal of thin layers and (1) the measurement of the sample?s resistivity, (2) the measurements of lattice parameters from XRD patterns, (3) the energy dispersive X-ray fluorescence, and (4) the radio-tracer methods. In this study, we used first two techniques to calculate the diffusion coefficient of Au in Bi(Pb)-Sr-Ca-Cu-O system. The temperature dependence of the Au diffusion coefficients in the range of 500-800°C was described by the relation D = D0 exp(-Ea/kBT). It was obtained that for diffusion of Au atoms in Bi-2223 in the temperature range 500-800°C, the coefficients of diffusion increases, the corresponding activation energy being 1.08 eV. Diffusion at lower annealing temperatures is much less significant. The possible reasons for the observed improvements in structural, superconducting and mechanical properties due to Au diffusion in the superconductor BSCCO samples were discussed.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    182847

    Au/CdTe ve Ag/CdTe eklemlerin yapısal ve opto-elektronik özellikleri

    Structural and opto-electronic properties of Au/CdTe and Ag/CdTe junctions

    MURAT ÇALIŞKAN

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2006

    Fizik ve Fizik MühendisliğiYıldız Teknik Üniversitesi

    Fizik Ana Bilim Dalı

    PROF.DR. TAYYAR CAFEROV

  2. Tez No

    860414

    Au/(AgCdS:PVP)/n-Si schottky diyotların akım-voltaj (I-V) ve kapasitans/iletkenlik-voltaj (C/G-V) özelliklerinin karanlık ve 100 mw/cm2 ışık şiddeti altında incelenmesi

    Investigation of current-voltage (I-V) and apacitance/conductivity-voltage (C/G-V) properties of Au/(AgCdS:PVP)/n-Si schottky diodes in dark and under 100 mw/cm2 illumination intensity

    GAMZE ASLANBAŞ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2024

    EnerjiGazi Üniversitesi

    Fizik Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. PERİHAN DURMUŞ

    PROF. DR. HAYRİYE GÖKÇEN ÇETİNKAYA

  3. Tez No

    678772

    Au/(nanografit-PVP)/n-Si (MPS) yapıların hazırlanması ve elektrik ile dielektrik özelliklerinin geniş bir frekans ve voltaj aralığında incelenmesi

    The fabrication of Au/(nanographite-PVP)/n-Si (MPS) structures and investigation of their electrical and dielectrical properties in a wide range of frequency and voltage

    AHMET MUHAMMED AKBAŞ

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2021

    Fizik ve Fizik MühendisliğiGazi Üniversitesi

    İleri Teknolojiler Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ŞEMSETTİN ALTINDAL

  4. Tez No

    848630

    Metal Nanoparçacık Dekore Nanokompozitlerin Isı Aktarımı Etkilerinin İncelenmesi Ve Metanol Oksidasyonu Uygulamaları

    Investigation Of Heat Transfer Effects Of Metal Nanoparticle Decorated Nanocomposites And Its Applications In Methanol Oxidation

    BÜNYAMİN ŞAHİN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2024

    EnerjiBilecik Şeyh Edebali Üniversitesi

    Enerji Sistemleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. MUSTAFA OĞUZHAN ÇAĞLAYAN

  5. Tez No

    392009

    Yarıiletken polimer (P3DMTFT) arayüzeyli Au/n-GaAs Schottky yapının akım-gerilim (I-V) ve kapasite-gerilim-frekans (C-V-f) özelliklerinin karakterizasyonu )

    Characterization of current-voltage (I-V) and capacitance-voltage-frequency (C-V-f) features of Au/n-GaAs Schottky structure with interface semiconducting polymer (P3DMTFT)

    DİLARA ECEM AKCAN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2015

    Fizik ve Fizik MühendisliğiSüleyman Demirel Üniversitesi

    Fizik Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. AHMET FARUK ÖZDEMİR

Geri Dön