Krom katkılı Bi-2212 seramik malzemelere ait aktif slip sistemlerinin ve morfolojik özelliklerin belirlenmesi
Determination of active slip systems and morphological properties belonging to chromium doped Bi-2212 ceramic materials
Yazar: RAHIM BAGHIROV
Danışman: PROF. DR. GÜRCAN YILDIRIM
Bolu Abant İzzet Baysal Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
Bu tezin amacı Cr katkılı Bi-2212 Süperiletken malzemelerin  temel mekanik performans ve karakteristik özellikleri, kristalleşme mekanizması, reaksiyon kinetiği ve morfolojik özelliklerini, sırasıyla Vickers sertlik ölçüm analizleri ve taramalı elektron mikroskobu (SEM)  analizleri aracılığıyla  deneysel olarak açıklamaktır. Cr katkılı Bi-2212 seramik matrisinin yüzey artık basınç gerilme bölgelerinin ve kesme sistemlerinin numunedeki değişimini ve bunun Cr katkılı   Bi-2212 süperiletken numunelerinin ana mekanik performans parametreleri üzerindeki rolü incelenmiştir. Elde edilen deneysel sonuçlar malzemedeki çatlakların ve kusurların hareketine karşı mekanik mukavemetin, sertliğin ve dayanıklılığın güçlendiğini göstermiştir. Çalışmada, katkılama miktarı 0,00-0,10 mol oranları arasında değişen Cr katkılı Bi-2212 seramik malzemelerin ana mekanik performans parametrelerinin, dayanıklı dörtgen fazın ve mekanik karakteristik davranışının değişimi 0,245 N ile 2,940 N uygulamalı test yükleri altında mikrogirintili Vickers sertlik ölçümleri ile incelenmiştir. Elde edilen sonuçlar doğrultusunda, tüm deneysel bulgular yarı ampirik mekanik modeller tarafından mükemmel bir şekilde doğrulanmıştır. Hem deneysel sertlik sonuçları hem de yarı ampirik mekanik modeller, katkılama oranı ile tüm mekanik özellikleri ve karakteristik özellikleri ciddi şekilde etkilediğini göstermiştir. Ayrıca tüm yarı ampirik mekanik yöntemler arasında orijinal Vickers mikrosertlik parametrelerinin plato sınır bölgesinde belirlenmesinde IIC modeli en üstün başarıya sahip olduğu bulunmuştur. Ölçümler, Bi-2212 kristal yapısındaki değişiklikleri ve meydana gelen geri dönüşümsüz kristal yapı problemlerini detaylandırmaktadır. SEM görüntülemeleri, optimum krom iyonu katkısına sahip Bi-2212 materyallerinin ileri teknolojik mekanik ve enerji etkin yapı sistemlerinde kullanılmaya uygun göstermektedir. Bi-2212 süperiletkenleri Meyer Kanunu (MK), Orantılı Numune Direnci Modeli (ONDM), Modifiyeli Orantılı Numune Direnci Modeli (MONDM), Elastik/Plastik Deformasyon (EPD), Hays Kendall (HK) ve Çentik-Kaynaklı Çatlak (ÇKÇ) gibi yarı ampirik modellerle analiz edilmiştir.

Abstract:
The aim of this thesis is to experimentally explain the mechanical behavior, and morphological properties, respectively Vickers hardness measurement and scanning electron microscopy (SEM) analyzes of Cr doped Bi-2212 superconducting materials. The variation of the surface residual pressure stress regions and shear systems of the Bi-2212 ceramic matrix with Cr doping in the sample and its role on the main mechanical performance parameters of the Cr doped Bi-2212 superconductor samples were investigated. The experimental results obtained show that the mechanical strength, critical stress, hardness and durability of the material are strengthened against the movement of cracks and defects in the material. In the study, the variation of the main mechanical performance parameters, durable tetragonal phase and mechanical characteristic behavior of Cr-doped Bi-2212 ceramic materials, whose doping amount varies between 0.00-0.10 mole ratios, was investigated by micro-indentation Vickers hardness measurements under applied test loads of 0.245 N and 2.940 N.. In line with the results obtained, all experimental findings were perfectly confirmed by semi-empirical mechanical models. Both the experimental hardness results and the semi-empirical mechanical models showed that the doping rate seriously affects all mechanical properties and characteristics. In addition, among all semi-empirical mechanical methods, the IIC model was found to have the highest success in determining the original Vickers microhardness parameters in the plateau boundary region. The measurements detail the changes in the Bi-2212 crystal structure and the irreversible crystal structure problems that occur. SEM images show that Bi-2212 materials with optimum chromium ion contribution are suitable for use in advanced technological mechanical and energy efficient construction demands. Bi-2212 superconductors were analyzed by semi-empirical mechanical models such as Meyer's Law (ML), proportional sample resistance (PSR), modified proportional sample resistance (MPSR), Elastic-Plastic Deformation (EPD), Hays-Kendall (HK) and Indentation-Induced Cracking (IIC).