Geri Dön

MgB2 superconductor wires: Fabrication and properties

MgB2 süperiletken teller: Üretim ve özellikler

  1. Tez No: 256904
  2. Yazar: ERSİN YÜCEL
  3. Danışmanlar: PROF. DR. İBRAHİM BELENLİ
  4. Tez Türü: Doktora
  5. Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Physics and Physics Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2010
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Abant İzzet Baysal Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Fizik Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 244

Özet

Bu tezde, tek damarlı (MgB2/Fe, MgB2/Ag ve MgB2/SS) ve çok damarlı (6 ve 7 damarlı MgB2/Fe/Cu, 7 ve 23 damarlı MgB2/Ag/Fe ve 6 damarlı MgB2/SS/Cu) süperiletken MgB2 telleri ve şeritleri, powder-in-tube (PIT) yöntemini ve continuous tube forming and filling (CTFF) yöntemini, ex-situ ve ex-situ ile in-situ reaksiyon yollarının karışımını kullanarak ürettik. Herhangi bir ara tavlama işlemi yapılmaksızın ex-situ PIT yöntemi kullanılarak üretilmiş olan tek damarlı MgB2/Fe şeritlerin tavlama sıcaklıklarının ve sürelerinin MgB2 faz oluşumu, geçiş sıcaklığı (Tc), örgü parametreleri (a and c), FWHM, kristalleşme, özdirenç, residual özdirençoranı (RRR), aktif kesit alanı kesri (AF), sıcaklığa bağlı tersinmez alan Hirr(T), sıcaklığa bağlı üst kritik alan Hc2(T), aktivasyon enerjisi U(B,T) ve kritik akım yoğunlukları (Jc) üzerindeki etkisini inceledik. En uygun tavlama sıcaklığını elde etmek için, tek damarlı MgB2/Fe şeritler 650oC, 750oC, 850oC, 950oC ve 1050oC de 60 dakika tavlandı. Sonra, en uygun tavlama süresini elde etmek için, numuneler 950oC de 15, 30, 60, 120, 180 ve 240 dakika tavlandı. Bu incelemelerden, en uygun tavlama sıcaklığını ve süresini sırasıyla 950oC ve 60 dakika olarak bulduk. Tek damarlı MgB2/Fe şeritler, X-ışını kırınımı (XRD), taramalı elektron mikroskobu (SEM), enerji dağıtıcı X-ışını spektrometresi (EDS), optik mikroskop, kritik geçiş sıcaklığı (Tc), kritik akım yoğunluğu (Jc), manyetik özdirenç ve mıknatıslanma ölçümleri kullanılarak karakterize edildi. Transport ve mikro yapı incelemeleri, artan tavlama sıcaklığının, Tc, Jc ve mikro yapı özelliklerini olağanüstü olarak artırdığını gösterdi. En yüksek kritik akım yoğunluğu değeri, 950oC de 60 dakika tavlama sonrasında elde edildi. 950oC de 60 dakika tavlanmış tek damarlı MgB2/Fe şeridin Jc ve Tcoffset değerleri sırasıyla 260.43 A/cm2 (20 K' de) ve 38.1 K olarak bulundu. Birde, tek damarlı ve çok damarlı MgB2 süperiletken numunelerin süperiletkenlik özelliklerini, XRD, SEM, EDS, optik mikroskop, kritik geçiş sıcaklığı, kritik akım yoğunluğu, manyetik özdirenç ve mıknatıslanma ölçümleri kullanılarak inceledik. Tek damarlı ve çok damarlı MgB2 tellerin ve şeritlerin transport, manyetik ve mikro yapı incelemelerinin sonuçları tezde verildi ve tartışıldı. Bundan başka, aşırı haddelemenin ticari MgB2 şeritlerin süperiletkenlik özellikleri üzerine etkisini inceledik. Ticari MgB2 şeritlerin elektriksel özdirenç ve kritik akım yoğunluğu ölçümlerinin sonuçları tezde verildi ve tartışıldı.

Özet (Çeviri)

In this thesis, we have fabricated monofilament (MgB2/Fe, MgB2/Ag and MgB2/SS) and multifilament (6 and 7 filament MgB2/Fe/Cu, 7 and 23 filament MgB2/Ag/Fe and 6 filament MgB2/SS/Cu) superconducting MgB2 wires and tapes by using powder-in-tube (PIT) method and continuous tube forming and filling (CTFF) method following the ex situ and mixture of ex situ and in situ reaction routes. We have investigated the effect of annealing temperatures and times on the formation of MgB2 phase, transition temperature (Tc), lattice parameters (a and c), full width at half maximum (FWHM), crystallinity, resistivity (?), residual resistivity ratio (RRR), active cross-sectional area fraction (AF), temperature dependence of irreversibilityfield Hirr(T), temperature dependence of upper critical field Hc2(T), activation energy U(B,T) and critical current densities (Jc) of MgB2/Fe monofilament tapes fabricated using ex-situ powder-in-tube (PIT) method without any intermediate annealing. To obtain the optimum annealing temperature, MgB2/Fe monofilament tapes were annealed at 650oC, 750oC, 850oC, 950oC and 1050oC for 60 minutes. Then, to obtain the optimum annealing time, the samples were annealed at 950oC for 15, 30, 60, 120, 180 and 240 minutes. From these investigations, we found that the optimum annealing temperature and time are 950oC and 60 minutes, respectively. The MgB2/Fe monofilament tapes were characterized using X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscope (SEM), energy dispersive X-ray spectrometer (EDS), optical microscope, critical transition temperature (Tc), critical current density (Jc), magnetoresistivity and magnetization measurements. The transport and microstructure investigations show that Tc, Jc and microstructure properties are remarkably enhanced with increasing annealing temperature. The highest value of critical current density is obtained after annealing at 950oC for 60 minutes. The Jc and Tcoffset values of the MgB2/Fe monofilament tape annealed at 950oC for 60 minutes were found to be 260.43 A/cm2 at 20 K and 38.1 K, respectively. Also, we have investigated the superconducting properties of monofilament and multifilament MgB2 superconducting samples employing XRD, SEM, EDS, optical microscope, critical transition temperature, and critical current density, magnetoresistivity and magnetization measurements. The results of the transport, magnetic and microstructure investigations of the monofilament and multifilament MgB2 wires and tapes were given and discussed in the thesis. Moreover, we have investigated the effect of extreme rolling on the superconducting properties of commercial MgB2 tapes. The results of the electrical resistivity and critical current density measurements of the commercial MgB2 tapes were given and discussed in the thesis.

Benzer Tezler

  1. Cu/MgB2 süper iletken tellerin ekstrüzyon-haddeleme sürecinde üretimi ve üretim parametrelerinin ürün özelliklerine etkilerinin incelenmesi

    Fabrication of Cu/MgB2 superconductor wires by using extrusion-rolling process and investigation of the effect of manufacturing parameters on product properties

    MEHMET CENGİL

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2016

    Makine MühendisliğiErciyes Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. FEHMİ NAİR

  2. Cu/MgB2 süperi̇letken telleri̇n toz i̇çi̇nde toz tekni̇ği̇ i̇le üreti̇lebi̇li̇rli̇ği̇ni̇n i̇ncelenmesi̇

    An investigation on the manufacturabi̇li̇ty of Cu/Mgb2 superconductor wires using powder-in-powder method

    EMRE CİMİNLİ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2015

    Makine MühendisliğiErciyes Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. FEHMİ NAİR

  3. Yüksek performanslı MgB2 üretimi için karbon katkılanmış bor sentezi

    Production of carbon doped boron to synthesize high performance MgB2 superconductor

    EMİR PİLTEN

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2019

    Fizik ve Fizik MühendisliğiBolu Abant İzzet Baysal Üniversitesi

    Fizik Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. İBRAHİM BELENLİ

  4. C katkılandırılmış MgB2 süper iletkeninin fiziksel özellikleri

    Physical properties of C doped MgB2 superconductor

    ERCAN ERTEKİN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2010

    Fizik ve Fizik MühendisliğiAnkara Üniversitesi

    Fizik Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ALİ GENÇER

  5. Organik bileşik katkılı MgB2 süperiletken tellerin üretimi ve fiziksel karakterizasyonu

    Production and physical characterization of organic compound added in MgB2 superconducting wires

    HASAN AĞIL

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2014

    Fizik ve Fizik MühendisliğiAnkara Üniversitesi

    Fizik Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ALİ GENÇER