Yüksek değerlikli katyon (W, Mo) katkılı BSCCO külçe süper iletkenlerin üretimi ve fiziksel karakterizasyonu
The effect of (w, Mo) co-doping and physical characterization on bulk BSCCO superconductor
Yazar: ASLI ASİYE AĞIL
Danışman: PROF. DR. ŞÜKRÜ KARATAŞ ; YRD. DOÇ. DR. HAKAN GÜNDOĞMUŞ
Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2016
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering ; Metalurji Mühendisliği = Metallurgical Engineering
Dizin: Süper iletken bileşikler = Superconductor compounds ; Süper iletkenler = Superconductors ; Süper iletkenlik = Superconductivity

Özet:
Süperiletkenliğin dikkate değer özellikleri ilk kez bundan yüz yıl önce bulunmuş ve gerek kuramsal gerekse teknolojik uygulamalarına dönük araştırmalara sebep olmuştur. Süperiletkenlik kuramsal yönden Katı Hal Fiziği'nde yeni bir anlayışın gelişmesine yol açmıştır. Yüksek manyetik alanların elde edilmesine ve çok küçük manyetik alanların algılanabilmesine olanak sağlayan teknolojik uygulamalar ise ancak araştırma laboratuarları çerçevesinde kalmıştır. Bu kısıtlamanın nedeni süperiletkenliğin düşük sıcaklıklarda (-250 oC) meydana gelmesi ve dolayısıyla maliyetin yüksek olmasıdır. Ancak 1986 yılında seramik cinsi yeni malzemelerin bulunması ve süperiletkenliğe geçiş sıcaklığının -150 oC'ye çıkarılması sonucu teknolojik uygulamaların günlük yaşama geçirilmesi olasılığını yaratmıştır. Ancak bu malzemelerin içerdikleri fiziksel ve kimyasal yapının ve davranışlarının anlaşılmasında hala bazı zorluklar bulunmaktadır.  
Süperiletkenlerin uygulamalarda kullanılma elverişliliğini belirleyen önemli parametrelerden biri kritik akım (Jc) yoğunluğudur. Bu bakımdan BSCCO bileşiğine çeşitli katkılamalar yaparak taşıyabileceği akım yoğunluğunu arttırmak, bu süperiletkenin keşfinden beri yoğun olarak çalışılan temel araştırma konusudur. Kritik akım yoğunluğunun arttırılması, perçinleme (pinning) mekanizmasının iyileştirilmesi ile mümkündür.
Bu tez çalışmasında BSCCO süperiletkeninin 2223 fazının saflaştırılması ve tek faz olarak sentezlemesi amaçlanmıştır. Farklı yüksek değerlikli katyonların 2223 fazını önemli oranda arttırdığı görülmüştür. Bu amaçla uygun katyonlar seçilerek BSCCO süperiletkenindeki iki farklı elemente (Bi ve Cu) katkılanmış ve 2223 faz oranı incelenmiştir. 2223 fazının en yüksek oranda oluştuğu katkı oranları belirlenmiştir. Üretilen malzemelerin son ısıl işlem sıcaklıkları termal analizler (TGA-DTA) ile belirlenmiştir. Elde edilen malzemelerin faz oluşumları x-ışını kırınım yöntemi ile, mikro yapıları ise taramalı elektron mikroskobu (SEM) ile araştırılmıştır. Elde edilen malzemelerin geçiş sıcaklıklarında (Tc) nispi bir azalma olduğu ac alınganlık ölçümleri ile belirlenmiştir.

Abstract:
The notable features of superconductivity were founded a hundred years ago for the first time and this discovery has led to both theoretical and technological applications. From the theoretical aspects of superconductivity in solid state physics, has led to the development of a new understanding. The technological applications which are obtained high magnetic fields and allowed the detection of very small magnetic fields has remained within the framework of the research laboratory. The reason for this limitation: Superconductivity occured at low temperatures (-250 oC) and therefore the cost was high. However, in 1986 a new type of ceramic material was found and the transition temperature was reached 150 oC. Thus, the technological applications have created the possibility of the realization of the day. However, the physical and chemical structures of these materials and their behaviors in understanding are still some difficulties. 
One of the most important parameters to determine the use of superconductors in applications is the critical current density Jc. Therefore, there has been an intensive research efforts to increase Jc since the discovery of BSCCO superconductor. It is possible to increase the critical current density by modifying the pinning mechanism.
Under this thesis, the purification of 2223 phase of BSCCO superconductor and the synthesis as single phase of this superconductor has been aimed. 2223 phase is expected to substantially increase to different high valent cations. For this purpose, first of all suitable cation have been choosen. Then, they have been doped two different elements in BSCCO superconductor (Bi and Cu). Finally, 2223 phase ratio has been examined. 2223 phase is formed at the highest rate of doping ratios has been determined. The final sintering temperatures of all the samples have been determined by using thermal analysis (TGA-DTA). The phase formation of all the samples has been examined by using x-ray diffraction patterns (XRD). The microstructure of the samples has been investigated by scanning electron microscopy (SEM). The critical temperatures (Tc) of the samples was depressed with increasing the additive level from the ac susceptibility measurements.