Lütesyum katkılı YBCO külçe süperiletkeni için manyetizasyonun H-formülasyonu kullanılarak iki boyutlu olarak modellenmesi

Abstract

odifiye edilmiş MPMG metodu ile üretilen Y0.5Lu0.5Ba2Ca3Oy numunesindeki kalıcı manyetizasyon hem deneysel olarak 25K sıcaklığında hem de H-formülasyonu kullanan sonlu elemanlar yöntemi (FEM) ile incelenmiştir. Kalıcı manyetizasyon, düşük sıcaklık ve alan varlığında, alanlı soğutma manyetizasyonu MFC'nin ve alansız soğutma manyetizasyonu MZFC'nin farkı kadar olduğu teyit edilmiştir. H-formülasyonunu temel alan sayısal hesaplamalar, kalıcı manyetizasyonun sıcaklıkla değişiminin deneysel verileriyle çok iyi biçimde uyuştuğu görülmüştür. Dolayısıyla kritik akım yoğunluğunun sıcaklık bağlılığını tahmin etme imkanı sağlamıştır. Çalışılan numune için MREM(T) adına geliştirilen en iyi uyum eğrisinden kritik akım yoğunluğunun 6,50x108(1-t)2,5 A/m2 olarak tahmin edilmiştir. Href süperiletken numuneyi karakterize eden bir sabit olmak üzere Jc(H)=Jc0/(1+H/Href) ifadesini kullanan sayısal hesaplamaların sonuçlarıyla deneysel verileri karşılaştırarak kritik akım yoğunluğunun manyetik alan bağlılığının tahmin edilebileceği gösterilmiştir. Bunlara ek olarak alan uygulamaları esnasında değişik alan değerleri veya ısıtma süreçlerinde değişik sıcaklık değerleri için hem akı yoğunluğu profilleri hem de akım yoğunluğu profilleri elde edilmiştir. Remanent magnetization in a Y0.5Lu0.5Ba2Ca3Oy sample synthesized by a modified melt powder melt growth (MPMG) method at 25 K has been investigated by both experimental and numerical computation using H-formulation in the finite element method (FEM). Remanent magnetization MREM (T) accurately equals to the difference of the field cooled magnetization MFC(T) and zero field cooled magnetization MZFC (T) in the low field and low temperature range. Numerical computations based on H-formulation can reproduce quite well the experimental data for remanent magnetization as a function of temperature, which provides us an estimation of temperature dependence of the critical current density. The critical current density was estimated as 6,50x108(1-T/Tc)2,5 A/m2 from the best fit curve of MREM (T) for the sample studied. It was shown that the field dependence of the critical current density could be estimated from the comparison of experimantal data and numerical calculations using Jc(H)= Jc0/(1+H/Href) , where Href is a constant characterizing the superconducting sample. Furthermore, both flux density profile and current density profile have been obtained from the numerical calculations for various stages of the field aplications or temperature values during heating process.