İmalat parametrelerinin MgB2 numunesinin elektriksel ve yapısal özelliklerine etkisi

Bu tezde, MgB2 numunelerinin süperiletken hale getirilirken yapılan tavlama işlemi sırasında tavlama sıcaklığının mikroyapı, elektrik ve manyetik özelliklerine etkileri incelenmiştir. Bu amaçla toz haldeki MgB2 presslenerek bulk hale getirilip 650°C, 750°C, 850°C ve 950°C sıcaklıklarda 1 saat tavlanarak 4 ayrı numune (S650, S750, S850 ve S950) üretildi. Üretilen numunelerin karşılaştırılması amacıyla XRD, SEM, R-T, R-H ve AC alınganlık ölçümleri alındı. XRD ölçümleri incelendiğinde saflıkları hakkında bilgi edinilmesinin yanı sıra kristal yapı parametreleri a ve c'de (kristal yapı büyüklüğü) hesaplandı. SEM ölçümlerinden yüzey yapıları incelenerek tane büyüklükleri ve malzeme yoğunlukları hesaplandı. Direncin sıcaklığa göre değişim ölçümlerinden tipik bir Tip-II süperiletken olan MgB2 numunelerinin farklı dış manyetik alanlar altında süperiletken olmaya başladığı (Tonset) ve tamamen süperiletken olduğu (Toffset) sıcaklıklar belirlendi. Bu ölçümlerde belirlediğimiz dış manyetik alanların hangi sıcaklıklarda süperiletkenliği bozmaya başladığı HC1 ve tamamen bozduğu HC2 manyetik alanları tespit edildi. R-H ölçümlerinde, sabit sıcaklıkta direncin dışardan uygulanan DC manyetik alanla değişim eğrileri elde edildi. Bu eğrilerden sabit sıcaklıkta süperiletkenliğin tamamen bozduğu HC2 manyetik alanları bulundu. AC-Alınganlık ölçümlerinden elde edilen eğrilerden Tonset ve Toffset sıcaklıklar belirlendi ve Jc taneler arası kritik akım yoğunlukları hesaplandı. Tüm ölçümler ve hesaplamalar sonucunda; tavlama sıcaklığındaki 850°C kadar olan artışın tane boyutu, yüzey yoğunluğu, taneler arası bağlanma gibi mikroyapı özelliklerini iyileştirdiği bu sıcaklıktan sonra kötüleştiği, kritik sıcaklık, kritik akım yoğunluğu ve kritik manyetik alanların S850 numunede daha iyi olduğu, tüm ölçümlerin birbiriyle uyumlu ve tutarlı olduğu ve tüm ölçümlerin ısıl işlemde 850°C sıcaklığının MgB2 numunesinin mikroyapısını, yüzey morfolojisini, süper iletkenliğini ve manyetik özelliklerini iyileştirdiğini gösterdi.