Üstüniletken MgB2 tellerin üretimi ve karakterizasyonu

Abstract

MgB2 alaşımının 39 K lik Tc kritik sıcaklığına sahip bir üstüniletken olduğunun 2001 de keşfedilmesi çok iyi üstüniletken olduğu bilinen NbTi ve NbsSn malzemelerinin yanısıra uygulamaya daha yakın yeni bir üstüniletken malzeme olma ümidini de artırmıştır. O günden bu güne MgB2 üstüniletken tellerin üretilmesi konusunda çok etkileyici bir aşama kaydedilmiştir. Daha yüksek kritik akım yoğunluğuna ulaşmak için gerekli parametrelerin araştırılması konusunda birkaç teknik geliştirilmiştir. Bunların arasında 'tüp içinde toz ' (TIT) adı verilen metot diğerlerine göre daha pratik ve ümit verici gözükmektedir. Bazı metal ve alaşımların TIT işleminde kılıf malzeme olarak kullanılmaya uygun bulunmuştur. Bunlardan demir ve alaşımları kısmen MgB2 özelliğini bozmadığı gibi manyetik ekranlama yaparak dış manyetik alanların kritik akım üzerindeki yan etkilerini azaltarak daha yüksek değerlere ulaşılmıştır. TIT yöntemi ile MgB2 üretimi sırasında iki farklı teknik vardır. Birisinde reaktif MgB2 tozlar kulanılırken diğerinde belli kimyasal oranlarda karıştırılmış reaktif olmayan Mg+2B tozları kullanılmaktadır. Daha sonra bu tozlar reaksiyon yapmayan bir tüp veya kapsül içine kapatılıp 900 ile 1000 °C civarında belirli bir süre tavlanmaktadır. Bu yöntem ile Demir kılıflı MgB2 üstüniletken tellerinden 15 K de 10 A/cm civarında bir Jc kritik akım yoğunluğuna ulaşılmıştır. Bu projede ilk adım olarak borik asitten M&B2 elde edilmiş ve elde edilen MgB2 in yapısını XRD ve SEM EDX mikroskopu ile karakterize edilmiştir. Uygun bir saflığa sahip MgB2 e ulaşıldığında elektriksel ve manyetik özellikleri pellet haline getirilip incelenmiştir, ikinci adımda ise üretilen MgB2 tozlarından üstüniletken MgB2 tel ve teyplerin TIT yöntemi ile üretilmiştir ve Cu, Fe, ve paslanmaz çelik gibi MgB2 ile etkileşmeyen malzemeler kılıf olarak kullanılanarak üretilmeye çalışılmış ve bu üstüniletken MgB2 tellerin özdirenç ve manyetik alana bağlı olarak kritik akım (Jc) karakteristiğinin sıcaklığa bağımlılığı incelenmiştir.