Aromatik hidrokarbon katkılı MgB2 süperiletkenlerin elektromanyetik karakterizasyonu
Electromagnetic characterization of aromatic hydrocarbon added in MgB2 superconductors
Yazar: MERAL GÜNGÖR BABAOĞLU
Danışman: PROF. DR. ALİ GENCER
Ankara Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Fizik Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2012
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering
Dizin: Aromatik hidrokarbonlar = Aromatic hydrocarbons ; Magnezyum borür = Magnesium boride ; Süper iletkenler = Superconductors

Özet:
Bu tez çalışmasında aromatik hidrokarbon olarak benzen (C6H6), etiltoluen (C9H12), toluen(C7H8) kullanılmış ve bu katkı maddelerinin MgB2'nin süperiletkenlik özellikleri üzerindeki etkileri incelenmiştir. Numune hazırlama yöntemi olarak başlangıç malzemesi Mg' nin MgH2 ile değiştirilmesinin MgB2 süperiletkenlik sistemine etkisi de araştırılmıştır.Hazırlanan MgB2 süperiletken numunelerin; mikro-yapısal ve yapısal çözümlemeleri (SEM, EDX, XRD), manyetik özellikleri (M-T,?'-T, M-H) incelenmiş ve ayrıca kritik akım yoğunluğu (Jc) değerlerinin hesaplanması yapılmıştır.En yüksek geçiş sıcaklıkları; benzen serisinde %2 katkılı numunede 38,39 K, etiltoluen serisinde % 10 katkılı numunede 38,35 K ve toluen serisinde ise % 6 katkılı numunede 38,32 K olarak belirlenmiştir.Magnezyum başlangıç tozu kullanılarak üretilen benzen serisinde en yüksek kritik akım yoğunluğu % 2 katkılı numuneye ait olup 1,81x106 A/cm2' dir. Bu değer saf numune ile karşılaştırıldığında yaklaşık 4 kat büyüktür.Magnezyum hidrür başlangıç tozu kullanılarak üretilen benzen serisinde ise en yüksek kritik akım yoğunluğu % 6 katkılı numuneye ait olup 1,30x106 A/cm2' dir. Bu değer saf numune ile karşılaştırıldığında kritik akım yoğunluğunda % 20' lik bir artış gözlenmiştir.Mg başlangıç tozu kullanılarak üretilen etiltoluen serisinde ise en yüksek kritik akım yoğunluğu % 10 katkılı numuneye ait olup 1,44x106 A/cm2' dir ve saf numuneye göre 3,2 kat büyüktür. Aromatik hidrokarbon katkısının Jc'yi arttırdığı gözlemlenmiştir. Uygulamalarda bu tür katkılı malzemelerin önemli bir yer alacağı değerlendirilmiştir.

Abstract:
In this thesis, benzene (C6H6), ethyltoluene (C9H12), toluene (C7H8) were used as aromatic hydrocarbon and the effects of these addiatives on the superconducting properties of MgB2 were investigated. As a sample preparation method, the effect on the superconducting properties of MgB2 by changing the starting material Mg to MgH2 were also investigated.The prepared MgB2 bulk samples were investigated by means of micro-structural structral analysis (XRD, SEM, EDX) and magnetic properties (M-T, ?'-T, M-H) and also critical current density (Jc) calculations were performed.The highest transition temperatures of the sets of samples are; in benzene (C6H6) set of sample 2 mol % added sample's T=38,39K, in ethyltoluene (C9H12) set of sample 10 mol % added sample's T=38,35K, and in toluene (C7H8) set of sample 6 mol % added sample's T=38,32 K.Produced by using starting powders of magnesium in the series of benzene added samples, the highest critical current densitiy of the sample added 2 mol % is 1,81x106A/cm2. This value is approximately four times larger compared with the pristine sample.Produced by using starting powders of magnesium hydride in the series of benzene added samples, the highest critical current densitiy of the sample added 6 mol % is 1,30x106 A/cm2. When this value is compared with the pristine sample an increase of 20 % was observed in critical current densitiy.Produced by using starting powders of magnesium in the series of ethyltoluene added samples, the highest critical current densitiy of the sample is added 10 mol % and 1,44x106 A/cm2. This value is 3,2 times larger than a pristine sample. It was observed that the addition of aromatic hydrocarbon have increased the Jc. It is evaluated that this kind of addition will have an important role in the applications.