Investigation of the Effect of Temperature on the Structural and Magnetic Properties of MgB2 Superconductor Produced Using Boron Doped with Carbon by CVD Method

Authors : Naki KAYA, Şükrü ÇAVDAR, Haluk KORALAY

Pages : 235-245

Doi:10.29109/gujsc.887430

View : 18 | Download : 14

Publication Date : 2021-06-27

Article Type : Research Paper

Abstract :Bu çalışmada, MgB2’nin süperiletkenlik özellikleri üzerinde iyileştirici bir rol oynadığı bilinen karbon, CVD (kimyasal buhar biriktirme) yöntemi ile MgB2’ye katkılanarak sinterleme sıcaklığının değişimine bağlı olarak MgB2’de gözlenen yapısal ve manyetiksel özelliklerin değişimi incelendi. Bu kapsamda, numune hazırlama basamağında kimyasal buhar biriktirme yöntemi ile karbon katkılanmış amorf nano bor tozları, belirli kütle oranlarında magnezyum tozları ile karıştırılıp klasik katıhal reaksiyon yöntemi ile de dört farklı sıcaklıkta (700-800-900-1000 0C) sinterlenerek karbon katkılanmış MgB2 numunelerine dönüştürüldü. Karbon katkılanan amorf nano bor tozlarının SEM fotoğrafları alınarak elementel analize tabi tutuldu. Elde edilen numunelerin XRD yöntemi ile x-ışını kırınımı grafiği, manyetizasyon değerleri ile Manyetik Alan-Manyetik Moment (M-H) grafiği ve Bean Yöntemi ile de kritik akım yoğunluğu değerleri bulunarak Manyetik Alan-Kritik Akım Yoğunluğu (Jc-H) grafiği oluşturuldu. Elde edilen tüm numunelerde MgB2 süperiletken yapısının oluşturulduğu, yapı içerisine dahil olan karbon yapılarının, iyon yarıçap farkından kaynaklı örgü parametrelerinde değişimler meydana getirdiği, yüksek sıcaklığa bağlı olarak faz geçişleri neticesinde oluşan yoğun safsızlıklardan ötürü 1000 0C’de sinterlenerek hazırlanan numunenin manyetizasyon eğrisinde akı zıplamasının meydana geldiği, düşük sıcaklıklarda hazırlanan numunelerde ise yeterince genişleyemeyen manyetizasyon eğrilerinin görüldüğü ve bunun kritik akım yoğunluğuna da etki ettiği saptandı. Ayrıca kritik akım yoğunluğu değerinin 7.0×10^3 A/cm2 değerinden 2.8×10^4 A/cm2 değerine kadar bir değişim göstermesi sinterleme sıcaklığının deneysel sonuçlar üzerinde etkili bir parametre olduğunu kanıtladı. Yapılan incelemeler sonucunda kullanılan dört farklı sinterleme sıcaklığı arasında kıyaslandığında 900 0C sinterleme sıcaklığının MgB2'de en iyi fiziksel sonuçların alındığı sıcaklık olduğu görülmüştür.
Keywords : Kimyasal buhar biriktirme, MgB2, Manyetizasyon