Investigation of mechanical and superconducting properties of y(1-x)ho(x)ba(2-y)nd(y)cu(3)o(7-δ) superconducting samples by experimental and theoretical methods
Y(1-x)ho(x)ba(2-y)nd(y)cu(3)o(7-δ) süperiletken malzemelerin mekanik ve süperiletkenlik özelliklerinin deneysel ve teorik metotlarla incelenmesi
- Tez No: 382913
- Danışmanlar: PROF. DR. OSMAN GÖRÜR, PROF. DR. CABİR TERZİOĞLU
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Fizik ve Fizik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering, Physics and Physics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2015
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Abant İzzet Baysal Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Fizik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 138
Özet
Bu kapsamlı çalışma, kritik akım yoğunluğu, X-ışını kırınımı, elektron dağılımlı spektroskometre, taramalı elektron mikroskobu, vickers mikro sertlik incelemeleri, kütle yoğunluğu ve dc özdirenç olmak üzere standart karakterizasyon yöntemlerinin yardımı ile Ho, Nd ve Ho ile Nd'nin beraber katkılanmasının YBa2Cu3O7-δ seramik süper iletkenlerinin, elektriksel, mikro yapısal, mekanik ve süper iletkenlik özellikleri üzerinde etkisini anlatır.İlk önce, yapılan deney sonuçlarından, saf Y-123,Y yerine Ho ve Ba yerine Nd katkılanmış Y-123 süper iletkenlerine ait parçacık boyutu, boşluk yerelleştirme etkisi, oda sıcaklığındaki direnç, kritik geçiş sıcaklığı, büyültme derecesi, termodinamik dalgalanmalar, kristalleşme, kristal düzlem dizilişleri, kristal yapı, tanecik boyutu, faz saflığı ve kafes parametreleri, akı çivileme merkezlerinin görünümü, tane sınırı zayıf bağlantıları, yüzey morfolojileri, gerçek mikro sertlik değerleri, element bileşimleri ve dağılımları detaylı olarak tarif edilmektedir. Ayrıca, mekanik karakterizasyonu teorik olarak bize mekanik uygulamalar için geçerli olan elastik modülünü ve ürün güçlendirmeyi belirlemeyi sağlar. Buna ek olarak, Y yerine Ho ve Ba yerine Nd katkılı Y-123 malzemelerde yüke bağlı sertlik değerleri, günümüze kadar olan mevcut teorik yöntemlerle (Hays-Kendall ve uyarılan çatlak tanımlama yaklaşımı) modellenmemiştir.Ho ve Nd katkılamaları ile ilgili tüm deneysel bulgular, mikro yapısal, elektriksel, mekanik ve süper iletkenlik özelliklerinin YHo örneklerinde optimum x=0,100'e kadar Ho artışı,YNd örneklerinde optimum y=0,250'ye kadar Nd artışı ve HcN (Ho sabit+Nd değişken) örneklerinde optimum y=0,100'e kadar Nd artışıile düzenli olarak geliştirildiğini, bu optimum değerlerin ötesinde ve NcH (Nd sabit+Ho değişken)örneklerinde tüm Ho artışlarında ise özelliklerin hızla kötüleştiğini göstermektedir. Yani, aşırı Ho ve Nd penetrasyonunun yukarıda belirtilen önemli özelliklere zarar verdiğine atfedilir. Ayrıca, tüm örnekler uygulanan belirli test yükleri altında tipik ters girinti boyut etkisi davranışı (RISE) sergilerler. Örneklerdeki Vickers mikro sertlik ölçümleriplastik deformasyonun elastik deformasyondan daha önemli olduğunu gösterdi.Bu sonuçlara dayanarak, elde ettiğimiz tüm süper iletken örnekler için IIC modeli sertlik değerlerinin HK yaklaşımına göre daha uygun veya daha üstün olduğu görülmüştür.
Özet (Çeviri)
This comprehensive study reports the effect of the Ho, Nd and co-doping inclusions on the microstructural, electrical, mechanical and superconducting characteristics of YBa2Cu3O7-δ ceramic superconductors with the aid of standard characterization methods including the bulk density, dc resistivity, transport critical current density, X-ray diffraction, electron dispersive spectroscopy, scanning electron microscopy and vickers microhardness investigations. The experimental results such as the degree of granularity, hole localization effect, room temperature resistivity, critical transition temperature, degree of the broadening, thermodynamic fluctuations, crystallinity, crystal plane alignments, crystal structure, grain size, phase purity and lattice parameters, appearance of flux pinning centers, grain boundary weak-links, surface morphologies, real microhardness values, elemental compositions and distributions belonging to the pure, Y-site Ho and Ba-site Nd substituted Y-123 superconducting samples are discussed in detail for the first time. Moreover, mechanical characterization enables us to theoretically determine the elastic modulus and yield strength being in charge of the potential mechanical applications. Additionally, the load dependent microhardness values of the samples have not been modeled by the available theoretical methods (Hays–Kendall and indentation-induced cracking approach) up to the present. All the experimental findings show that the microstructural, electrical, mechanical and superconducting properties improve regularly with the increment in the Ho concentration level at the Y-site in the YHo, in the Nd concentration level at the Ba-site in the YNd and in the Nd concentration level at the Ba-site and in the HcN (Ho constant+Nd changeble) until a certain value of x=0,100,y=0,250 and y=0,100, respectively,beyond which and with the increment in the Ho concentration level at the Y-site in the NcH (Nd constant+Ho changeble), the characteristics tend to retrograde rapidly. This is attributed to the fact that excess penetration of the Ho and Nd damages the crucial properties given above. Furthermore, all the samples exhibit the typical reverse indentation size effect behavior under the applied indentation test load. The vickers microhardness measurement evidences also declare that the plastic deformation is superior to the elastic deformation. Based on the results, the IIC model is superior to HK approach for the description of the real microhardness values belonging to all the superconducting samples.
Benzer Tezler
- Gd katkılı Bi-tabanlı yüksek sıcaklık süperiletkenlerinin yapısal, elektriksel ve mekanik özelliklerinin incelenmesi
The investigation of structural, electrical, and mechanical properties of gd doped Bi-based high temperature superconductors
HÜSEYİN AYDIN
Doktora
Türkçe
2015
Fizik ve Fizik MühendisliğiSüleyman Demirel ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ARİF BABANLI
PROF. DR. CABİR TERZİOĞLU
- Sol-jel yöntemi ile hazırlanan TB ve ZN katkılı YBCO-123 ve YBCO-358 süperiletkenlerinin incelenmesi
The investigation of TB and ZN doped YBCO-123 and YBCO-358 superconductors produced by sol-gel route
GÜLNUR GÜDÜCÜ
Doktora
Türkçe
2022
Metalurji MühendisliğiKastamonu ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÖZGÜR ÖZTÜRK
PROF. DR. SERAP SAFRAN
- Bi1.6Sr2.0Ca1.1Cu2.1YxO8+& kristal anayapılarının mekanik ve yapısal performanslarının araştırılması
Investigation of the mechanical and structural performance of Bi1.6Sr2.0Ca1.1Cu2.1YxO8+& crystalline structures
DUYGUHAN BOZAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Fizik ve Fizik MühendisliğiOsmaniye Korkut Ata ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. YUSUF ZALAOĞLU
- Bi-2212 süperiletken ana yapısına farklı oranlarda TiB2 katkılanmasıyla oluşan yeni sistemlerin yapısal ve mekanik özelliklerinin incelenmesi
Investigation of structural and mechanical properties of new systems obtained by TiB2 addition at different rates to Bi-2212 superconducting matrix
EMRAH ATILGAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Fizik ve Fizik MühendisliğiOsmaniye Korkut Ata ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. YUSUF ZALAOĞLU
- Zn ilavesine bağlı olarak BiPbSrCaCuO süperiletkeninin sertlik özelliğinin incelenmesi
Investigation of the effect of Zn addition on the hardness of BiPbSrCaCuO superconductors
MELEK BAYKAL
Yüksek Lisans
Türkçe
2007
Fizik ve Fizik MühendisliğiNiğde ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
Y.DOÇ.DR. İBRAHİM KARACA