Mekanik alaşımlama yönteminin YBa2Cu3O7-x süper iletkenin yapısı üzerine etkileri

Abstract

Bu çalışmada, parçacık boyutu düşürmenin YBCO (Y123) süper iletkenin yapısı üzerine olan etkileri araştırıldı. Agad öğütme ve bilyeli değirmen sistemi kullanılarak parçacık boyutu düşürülen örneklerin yapısal analizleri XRD, DTA ve SEM, fiziksel ve manyetik özellikleri ise düşük sıcaklık direnç ve manyetizasyon ölçümleri kullanılarak yapıldı. Parçacık boyutu düşürme mekanik alaşımlama yöntemi ile yapıldı. Bu işlem iki aşamada gerçekleştirildi. Birincisi, Y123 stokiyometrik oranlardaki tozlar farklı sürelerde öğütme işlemine tabi tutuldular. Buradaki amaç, ısıl işlem yapmadan süperiletkenliğin elde edilmesidir. İkinci aşama ise, standart yöntemle üretilen Y123 süper iletkeninin farklı sürelerde öğütme işlemidir. Bu iki aşama agad öğütme sistemi ve bilyeli değirmen sistemi kullanılarak ayrı ayrı yapılarak aralarındaki farklar incelendi. Agad öğütme ve bilyeli değirmen sistemiyle uzun süre öğütme işlemine tabi tutulan ısıl işlem yapılmamış Y123 tozların 20-300 K sıcaklık aralığında süper iletkenlik göstermedikleri M-H eğrilerinden belirlendi. Buna ek olarak, agad öğütme sisteminde öğütülen örneklerin ferro manyetik ve bilyeli değirmenle öğütülen örneklerin paramanyetik oldukları bulundu. Her iki öğütme sisteminde de uzun süre öğütme işlemine tabi tutulan Y123 süper iletken tozlarının öğütme sonucunda yapısının bozulduğu ve belli bir süreden sonra süper iletkenlik özelliğini tamamen kaybettiği bulundu. Ayrıca, önceden süper iletken olan ve agad öğütme sisteminde uzun süre öğütülen örneklerin de ferro manyetik özellik kazandığı bulundu. Uzun süre öğütme sonucunda süper iletkenliği kaybeden örneklere, başlangıçtaki özelliklerini geri kazandırmak amacıyla yapılan ısıl işlem sonucunda süper iletkenlik geçiş sıcaklığının önemli ölçüde düştüğü gözlendi. In this study, the effects of the reduction of particle size on the Y123 superconductor were investigated. The structural analysis of the samples whose particle size were reduced by using an agad mortar machine and planetary ball mills were performed by benefiting from XRD, DTA and SEM, and physical and magnetic properties of the samples were determined using the low temperature resistance and magnetization measurements. The reduction of particle size was made by means of method of mechanical alloying. This process was performed in two ways. The first, the nominal composition of Y123 powders was ground for different times. The aim of this way is to get superconductivity without heat process. The latter process is to ground for different times on Y123 superconductor produced with standard way. These two processes were carried out by using both agad mortar machine and planetary ball mills, and also the differences between these systems were investigated. It was seen from M-H curves that Y123 powders which were not subjected to any heat treatment, which were exposed to long time grinding by using agad mortar machine and planetary ball mills showed no sign of superconductivity between 20-300 K. In addition, the samples ground with agad mortar machine showed a ferromagnetic properties while the samples ground with planetary ball mills indicated a paramagnetic properties. It was found that when Y123 superconductor powders were subjected to long time grinding process through both systems, these grinding processes caused decomposition of the compound and also Y123 powders showed no sign of superconductivity after the a notable time. It was determined that the samples which were superconductors before grinding process and ground by using an agad mortar machine for a long time gained ferromagnetic properties. The samples showed no sign of superconductivity after the long time grinding were subjected to heat process to recover the pre-superconductivity properties. After this process, it was seen that superconductor transition temperature of samples decreased considerably to the low temperatures.