Mgb2 süperiletken tellerde alternatif akım kaybı ve akı perçinleme mekanizmaları
Ac losses and flux pinning mechanism in MgB2 superconducting wires
Yazar: SERAP SAFRAN
Danışman: PROF. DR. ALİ GENCER
Ankara Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Fizik Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2010
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering ; Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering
Dizin: Süper iletkenler = Superconductors

Özet:
Bu çalı?mada çok filamanlı Bi-2223/Ag ?erit ve farklı kılıf malzemesine sahip tek ve çok filamanlı MgB2 teller için alternatif akım (AA) kaybı deneysel olarak ölçüldü. Bu süperiletkenler için teorik olarak manyetik alan ?erit yüzeyine dik olarak uygulandığı zaman AA kayıp hesaplanarak deneysel sonuçlarla kar?ıla?tırıldı. Deneysel verilerle hesaplamalar arasında iyi bir uyum gözlendi. Hesaplamalar için ticari sonlu elemanlar yazılımı (Comsol Multiphysics) kullanıldı.Çok filamanlı Bi-2223/Ag ?eridin uçları at nalı ?eklinde ferromanyetik malzeme ile kaplanarak süperiletkenlik özellikleri ara?tırıldı. Ferromanyetik malzeme ile kaplanan numunelerin kritik akımlarında artı?ın yanı sıra AA kayıpların azalma gözlendi. Motor sarımlarına basit bir model olması amacıyla bu ?eritler yığın(stack) haline getirilerek ferromanyetik kaplamanın yığın geometrisindeki manyetizasyon AA kaybına etkisi ara?tırıldı. Ferromanyetik malzeme ile kaplanmı? tellerden meydana gelen yığınlar için AA kaybın daha az olduğu hem deneysel hem de teorik olarak belirlendi.Tek ve çok filamanlı farklı kılıf malzemelerine sahip MgB2 tellerde AA kaybı ve AA alınganlığı ölçüldü. Titanyum metalinin MgB2 içine difüz etmesi ve numunedeki kayıpları yükseltmesi sebebi ile uygun bir kılıf malzemesi olmadığı belirlendi. Nb kılıf kullanılarak hazırlanan tellerde tek adımda süperiletkenliğe geçi? gözlendi. Kaybın manyetik alana bağımlılığında ise sıcaklık arttıkça kaybında doğrusal olarak arttığı belirlendi. Kullanılan Nikel kılıfın ferromanyetik bir malzeme olması sebebiyle AA kayba katkı getirdiği görüldü. Çok filamanlı tellerde filamanların döndürülerek AA kaybın azaltılabileceği saptandı.

Abstract:
AC loss was experimentally measured for multifilamentary Bi-2223/Ag tape and some mono and multifilamentary MgB2 wires which have different sheath materials. AC loss was also investigated theoretically in the condition of AC magnetic field applied perpendicular to the tape wide surface. Good agreement is observed between the experimental data and the calculations. Commercial finite element code Comsol Multiphysics has been used for calculations.We investigated superconducting properties of Bi-2223/Ag in the case of the horseshoe shaped ferromagnetic cover on the tape edges. We observed enhancement of critical current as well as AC loss reduction when the tape covered with ferromagnetic material at the edges. For a simple model for windings this tapes closely stacked together and investigated magnetization AC loss. Reduction of the magnetization loss has been theoretically and experimentally determined for stacks which consist of tapes with ferromagnetic covers.AC losses and AC susceptibility were measured in mono and multifilamentary MgB2 wires with different sheath materials. It was determined that Ti is not a suitable material because of Ti diffusion into MgB2 and increases the losses in the sample. In wire prepared by using Nb sheath, a single step transition to superconductivity was observed. It was determined that the loss increased linearly when temperature increased in the magnetic field dependence of the losses. It was observed that Nickel sheath made contributions to AC loss due to being ferromagnetic material. It was determined that AC loss can be decreased by twisting the filaments in multi-filament MgB2 wires.