Eritme yöntemi ile üretilen külçe (Sm123)1-x(Yb211)x süperiletkeninin, manyetik akı çivileme ve kaldırma kuvveti özelliklerinin incelenmesi
Investigation of the magnetic flux pinning and levitation force properties produced with melting method of bulk superconductor (Sm123)1-x(Yb211)x composition
Yazar: ŞENOL AKBULUT
Danışman: YRD. DOÇ. DR. KEMAL ÖZTÜRK
Karadeniz Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Fizik Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2010
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering
Dizin: Kaldırma kuvveti = Lift force

Özet:
Bu çalışmada, eritme yöntemiyle (MPMG) üretilen külçe (Sm123)1-x(Yb211)x süperiletken yapısının, değişen Yb211 katkı oranına bağlı olarak çivileme (Pinning) ve kaldırma kuvveti özelliklerinin hangi oranda değiştiği araştırıldı.Farklı katkı oranlarında (x=0.00, 0.05, 0.10, 0.15, 0.20, 0.25 ve 0.35) üretilen süperiletken numunelerin yapısal özellikleri, diferansiyel termal analiz (DTA), X-ışını kırınımı ve polarize ışık optik mikroskobu kullanılarak incelendi. Elektriksel ve manyetik özellikleri PPMS sistemi kullanılarak (R-T) ve (M-H) ölçümleriyle; kaldırma kuvveti özellikleri ise kaldırma kuvveti ölçüm sistemiyle ölçüldü. Numunelerin manyetizasyon ölçümlerinden kritik akım yoğunluğu (Jc) ve normalize direnç eğrilerinden aktivasyon enerji (U) değerleri belirlendi.Optik fotoğrafların incelenmesinde, taneler arası boşluk oranının azaldığı ve kristal yöneliminin arttığı görüldü. M-H ölçümlerinden hesaplanan kritik akım yoğunluğu değerleri, x katkı oranları 0.00 ve 0.25 için sırasıyla 5,64x104 ve 1,24x105 A/cm2 olarak belirlendi. Alansız (ZFC) ve alanlı (FC) soğutma rejiminde alınan kaldırma kuvveti ölçümlerinden, x katkısı artıkça manyetik itme (repulsive) ve çekme (attractive) kuvvet yoğunluğunun arttığı görüldü. Böylece manyetik kaldırma kuvveti grafiklerinden, katkı arttıkça numunelerin akı çivileme özelliklerinin iyileştiği sonucuna varıldı. Bu durum katkılı Sm123 süperiletkeninin manyetik kaldırma kuvveti özelliklerinin, üsten tohumlama gibi yüksek kaldırma kuvveti veren farklı üretim teknikleri ile üretilecek numunelerde, daha büyük manyetik kaldırma kuvveti elde edilebileceğini gösterir.

Abstract:
In this study, the pinning and levitation force properties of bulk superconductor (Sm123)1-x(Yb211)x composition, produced with melting method depending on changing on Yb211 doping ratio were investigated.Structural properties of the superconductor samples which produced in different doping levels (x=0.00, 0.05, 0.10, 0.15, 0.20, 0.25 and 0.35) were determined by differential thermal analysis (DTA), X-ray diffraction analysis and optical light microscopy while electrical and magnetic properties by the R-T and M-H measurements by means of physical properties measurement system. The magnetic levitation force measurements were determined by magnetic levitation force measurement system, while critical current densities (Jc) were determined from the magnetization measurements.Optical imaging revealed that the amount of the intergranular spaces decreases and crystal-orientation increases. Critical current densities (Jc) determined from the magnetization measurements were estimated as 5,64x104 and 1,24x105 A/cm2 respectively for doping level x of 0.00 and 0.25. The levitation force measurements in ZFC and FC regime indicated that the magnetic repulsive and attractive force densities increase when the doping level increases. Thereby it was concluded from magnetic levitation force graphics the flux pinning properties of the samples enhances when doping level x increases. This results indicate that magnetic levitation force properties of doped-Sm123 superconductor increases by means of produce with top seeding method of Sm123.