260 likes | 616 Views
NdFeB ve FeB Manyetik Toz Katkısının Sm123 Süperiletkeninin Manyetik Kaldırma Kuvvetine Etkisi. Arş. Gör. Murat ABDİOĞLU Bayburt Üniversitesi. İçindekiler. Amaç Numune Üretimi DTA Analizi XRD Analizi Optik Mikroskop Analizi Düşük Sıcaklık Direnç Ölçümü
E N D
NdFeB ve FeB Manyetik Toz Katkısının Sm123 Süperiletkeninin Manyetik Kaldırma Kuvvetine Etkisi Arş. Gör. Murat ABDİOĞLU Bayburt Üniversitesi
İçindekiler Amaç Numune Üretimi DTA Analizi XRD Analizi Optik Mikroskop Analizi Düşük Sıcaklık Direnç Ölçümü Manyetik Kaldırma Kuvveti Ölçümleri Sonuçlar Öneriler
Amaç Bu çalışmanın amacı, Sm123 süperiletkenine farklı miktarlarda NdFeB ve FeB katkısı yaparak bu katkıların, numunelerin manyetik kaldırma kuvvetine etkilerini incelemektir.
Numune Üretimi Numune üretimi, MPMG (Melt-Powdeer-Melt-Growth) yöntemi ile gerçekleştirildi. Sm123 süperiletkenine x=0.000, x=0.015, x=0.030, x=0.050, x=0.080 ve x=0.120 yüzde ağırlık oranlarında NdFeB katkısı yapıldı. 3 gram kütleye sahip numuneler, 340 MPa basınç altında 13 mm çaplı tabletler halinde üretildi
Numune Üretimi FeB katkısı yapılacak numunelere molar olarak yüzde 25 oranında Sm211 katkısı yapıldı. Böylece (Sm123)0,75(Sm211)0,25 bileşiği elde edildi. Elde edilen bileşiğe x=0.00, x=0.010, x=0.015, x=0.025 ve x=0.050 yüzde ağırlık oranlarında FeB katkısı yapıldı
Numune Üretimi Numuneler, 340 MPa basınç altında, 4 gram kütleli ve 13 mm çaplı tabletler halinde preslendi.
T (0C) 550 250 t (dak) 0 110 260 510 560 Üretilen numunelerin her birine şekildeki ısıl işlemler uygulandı Numune Üretimi
DTA Analizi Sm123 başlangıç toz bileşimi
DTA Analizi Sm123 eritilmiş toz
XRD Analizi Nd-Fe-B Katkılı Sm123 Süperiletken Numunelerin XRD Desenleri
XRD Analizi Fe-B Katkılı (Sm123)0,75(Sm211)0,25 Numunelerin XRD Desenleri
XRD Analizi Farklı Fe-B katkı oranlarındaki numunelerin örgü parametreleri
Optik Mikroskop Analizi • Farklı katkı oranlarına sahip (Sm123)0,75(Sm211)0,25 numunelerinin polarize optik mikroskopla çekilmiş fotoğrafları
100µm Optik Mikroskop Analizi X=0,00 X=0,010 X=0,015 X=0,030 X=0,050
Sm123 Süperiletkeninin Direnç ve Kritik Geçiş Sıcaklığı Özellikleri
Nd-Fe-B Katkılı Sm123 Süperiletken Numunelerin Manyetik Kaldırma Kuvveti Özellikleri 1 2
Nd-Fe-B Katkılı Sm123 Süperiletken Numunelerin Manyetik Kaldırma Kuvveti Özellikleri 2 1
Fe-B Katkılı (Sm123)0,75(Sm211)0,25 Süperiletken Numunelerin Manyetik Kaldırma Kuvveti Özellikleri 1 2
Fe-B Katkılı (Sm123)0,75(Sm211)0,25 Süperiletken Numunelerin Manyetik Kaldırma Kuvveti Özellikleri 2 1
Sonuçlar Literatürde kritik akım yoğunluğu ve manyetik kaldırma kuvvetini artırmaya yönelik genelde üç tür katkı yapılmaktadır: • Elementel katkı (Fe, Ni, Cu gibi) • Bileşik katkısı (Yb2BaCuO gibi) • Manyetik toz katkısı
Sonuçlar • Çalışmada bu katkılardan üçüncüsü olan manyetik toz katkısı yapıldı. • Çalışmanın ilk aşamasında numunelere katılan NdFeB tozu, katkı miktarının artmasıyla kaldırma kuvveti değerlerinde azalmaya neden oldu. • Bu durumun, Nd elementinin yüksek sıcaklıklarda kolayca oksitlenerek numune içerisinde mikro çatlakların oluşmasına neden olması ve böylece numunenin içerisinde akım süreksizliğine ve düşük manyetizasyon değerine neden olmasından kaynaklandığı düşünülmektedir.
Sonuçlar • FeB katkısı x=0,025 değerine kadar olumlu sonuç vermiş, x=0,050 katkı miktarında ise kaldırma kuvveti değerleri azalmıştır. • Fe-B katkısının x=0,025 değerine kadar kaldırma kuvvetini artırması, süperiletken numune içinde akı çivileme merkezleri olarak görev yapan normal bölge yoğunluğunun arttığına işaret eder.
Sonuçlar • x=0,050 gibi yüksek manyetik katkı oranında manyetik kaldırma ve çekme kuvveti değerlerinin azalması ise numune içerisindeki normal bölge yoğunluğunun aşırı artarak süperiletkenliği bastırması ve böylece numunenin manyetizasyon özelliğini azaltmasıyla açıklanabilir.
Öneriler • Bundan sonra yapılacak çalışmalarda top seeding gibi farklı yöntemlerle ve farklı basınçlar altında numuneler üretilerek bunların manyetik kaldırma kuvveti, kritik akım yoğunluğu ve tuzaklanan alan değerleri araştırılabilir. • Üretilecek numunelerin boyutları artırılarak manyetik kaldırma kuvveti artırılabilir.
Öneriler • Farklı boyutlarda manyetik toz katkısı yapılabilir. • Farklı manyetik alan dağılımında manyetik kaldırma kuvveti incelenebilir
TEŞEKKÜRLER Arş. Gör. Murat ABDİOĞLU Bayburt Üniversitesi