Tel çapı, şerit kalınlığı ve haddeleme oranının tek damarlı Fe/MgB2 iletkenlerin süperiletkenlik özellikleri üzerindeki etkileri

Bu çalışmada, in situ boru içinde toz (BİT) yöntemi kullanılarak üretilen farklı çaplarda MgB2 tek damarlı demir kılıflı teller ve farklı kalınlıkta şeritlerin süperiletkenlik özelliklerini inceledik. Önceden hazırlanmış reaksiyona girmemiş Mg ve 2B toz karışımını demir boruya doldurarak PIT yöntemiyle tel ve şerit ürettik. Bu toz ile doldurulmuş 15 mm çapındaki demir boruyu uzatarak 3 mm çapında tel haline getirmek için bir oluklu haddeleme cihazı kullanıldı. Daha sonra bu tele soğuk çekme uygulanmış ve kademeli olarak 2,5mm, 2,0mm, 1,7mm ve 1,3mm çaplarında tel örnekler elde edilmiştir. Bu nedenle, bu farklı çaplardaki tellerden şerit örnekler üretmek için düz haddeleme işlemi uygulanmıştır. Farkı çaplardaki tellerden düz haddeleme işlemi ile 1,2mm, 0,9mm, 0,6mm ve 0,4mm farklı kalınlıklarında şerit formunda örnekler elde edilmiştir. Bu işlemler sırasında teller ve şeritlerde mekanik deformasyon nedeniyle oluşan gerilmeleri azaltmak için MgB2'nin sentez sıcaklığından daha düşük bir sıcaklıkta ara ısıl işlemler uygulandı. Bu adımlardan sonra 700°C'de 2 saat süreyle boru fırın içerisinde argon basıncı altında ısıl işlem uygulandı. Tüm örneklerin elektriksel/süperiletkenlik özelliklerini inceledik. Sinterlenen örneklerin orta kısmından 25 mm uzunluğunda numuneler kesilerek 7 Tesla'ya kadar manyetik alanlarda bir kriyojenik soğutma sistemi kullanılarak sıcaklık-direnç ve akım-gerilim ölçümleri gerçekleştirildi. Sonuçlar, 2.0mm çapında telden düz haddelenmiş ve daha yüksek Tc'ye 37.76K' sahip olduğundan şerit örneklerden daha uygun süperiletken özelliklere sahip 1.2mm kalınlığındaki bant numunesinin tel numunelerine göre en uygun özelliklere sahip olduğunu göstermektedir. En önemli sonuç, tel ve şerit örnekler arasında en yüksek Tc'yi 37.87K'de gösteren tel numunesinin 1.7mm çapında olmasıdır. Öte yandan, daha küçük kalınlığa sahip şeritlerde Je daha hızlı bozulma göstererek bunları güçlü manyetik alanları içeren uygulamalar için daha az uygun hale getirmektedir.