RE358 (RE=Y, ND, SM, EU, GD, DY, HO, ER) yüksek sıcaklık süperiletkenlerinin mikroyapı ve süperiletkenlik özelliklerinin incelenmesi

Abstract

Bu çalışmada; RE358 olarak adlandırılan RE3Ba5Cu8O7-δ, (RE=Y, Nd, Sm, Eu, Gd, Dy, Ho, Er ) nadir toprak (RE) yüksek sıcaklık süperiletkenleri, sinterlenmiş numunelerin DTA ve TGA analizlerinden belirlenen erime sıcaklıkları kullanılarak, Eritme-Yönlendirme-Büyütme metodu ile üretilmiştir. Y358 numunelerine X-ışınları kırınımı (XRD) ölçümleri yapılarak, yapının literatür bilgileri ile uyumlu olduğu gözlendi. Bu numunelerin mikroyapıları polarize ışık mikroskobu kullanılarak incelendi. Y211 olarak adlandırılan (Y2BaCuO5)’in tane büyüklükleri ve süperiletken olmayan fazların durumları yüzey resimlerinden incelendi. Mesafenin bir fonksiyonu olarak numunelerin manyetik kaldırma kuvvetleri ölçüldü. Kaldırma kuvveti histersis eğrileri ve maksimum itici-çekici kuvvetleri belirlendi. Sıcaklığa bağlı direnç ölçümleri yapılarak numunelerin süperiletkenlik geçiş sıcaklıkları belirlendi. Y ve Sm dışındaki diğer nadir toprak elementlerle yapılan RE358 numunelerinde, RE211 Süperiletken olmayan parçacıklarının sayısının azaldığı ve tane boyutlarının küçüldüğü, bunun sonucunda daha homojen bir dağılım gözlendi. Buna ilaveten; manyetik kaldırma kuvvetinin ve akım yoğunluğunun bir miktar azaldığı ve süperiletkenlik geçiş sıcaklıklarının da 1 ile 7 K arasında düşüş gösterdiği gözlemlendi.

In this study; the compound RE3Ba5Cu8O7-δ abbreviated as RE358 (RE=Y, Nd, Sm, Eu, Gd, Dy, Ho, Er) rare earth (RE) high temperature superconductors were produced by the Melting-Orientation-Growth method, using the melting temperatures determined according to the DTA and TGA analysis results of the sintered samples. X-ray diffraction (XRD) analyses were performed on Y358 samples and it was observed that the structure were consistent with the literature. The microstructures of these samples were examined using polarized light microscopy. The grain sizes of (Y2BaCuO5) named Y211and the states of non-superconducting phases were examined from surface images. The magnetic levitation forces of the samples were measured as a function of distance. Levitation force hysteresis curves and maximum repulsive-attractive forces were determined. The superconductivity transition temperatures of the samples were determined by performing temperature dependent resistivity measurements. For R358 samples produced with rear earth elements other than Y and Sm, it was observed that the number of RE211 non-superconducting particles decreased and their grain sizes became smaller, leading to a more homogeneous distribution. In addition to, the magnetic levitation force and current density declined slightly, and the superconductivity transition temperature dropped by 1 - 7 K.