BiPbSrCaCuO tipi yüksek sıcaklık seramik süperiletkenlerde farklı katkılama etkilerinin incelenmesi

V ii ÖZET Bu çalışmada Bi1.7Pbo.3Sr2Ca2-xM(Zn,Ag)xCu30y sisteminin yapısal ve superiletkenlik özellikleri üzerine elemental katkılama etkileri incelenmiştir. Amacımız, yerdeğiştirilen elemente göre farklı iyonik yarıçaplara sahip elementlerin katkılama etkilerini incelemekti. Ca'un ZnO ve A&O ile kısmi yerdeğiştirmesi x=0.00-0.20 katkılama oram aralığında araştırılmıştır. Katıhal reaksiyon yöntemiyle hazırlanan örnekler 375 MPa basınç allında preslendikten sonra 850°C'de sinterlenmiştir. Örneklerin kritik sıcaklıkları sıvı azot ortamında yapılan özdirenç-sıcaklık ölçümleriyle belirlenmiştir. XRD ölçümleri x-ışını toz diffraksiyon yöntemiyle yapılmıştır. Örneklerin tanecikli yapısı hakkındaki veriler X2000 büyütmeli taramalı electron mikroskobu (SEM) fotoğraflarından elde edilmiştir. Sistem özellikleri hakkındaki diğer veriler Archimedes su yerdeğiştirme yöntemi ile yapılan yoğunluk ölçümleri ile XRD sonuçlarından elde edilen yüksek-Tc fazı hacim kesri hesaplamalarından bulunmuştur. Ag2Û katkılı örnekler için Tc değerleri 106-115 K aralığında iken ZnO katkılı örnekler için 95-110 K aralığındadır. Örneklerin saflığı hakkında bilgi veren geçiş aralığı her iki katkı grubundaki tüm örnekler için dar bir aralığa sahiptir. X-ışını diffraksiyon sonuçlan örneklerin çokfazlı bir yapıya sahip olduğunu ve ana faz olarak 2223 fazının var olduğunu göstermiştir. L(008) ve H(0010) piklerinin T.Cviii şiddetleri kullanılarak hesaplanan hacim kesri sonuçları her iki grup için katkılama oranı ile artmıştır, ancak Ag2Ü grubu için daha büyük değerlere sahiptir. Tüm örnekler için yoğunluk değerleri hemen hemen aynıdır ve teorik değerden daha küçüktür. Daha küçük bir yoğunluk daha az sıkı formun ve tanecikler arası gözeneklerin varlığının işaretidir. SEM mikrofotograflarının karşılaştırılması her iki grupta düzlemsel tanecik dizilimin baskın olduğunu göstermektedir. Fakat Ag2Û katkılı örneklerin daha büyük tanecik ölçüleri, süperiletkenlik özellikleri iyileştiren daha güçlü kontağı sağlarlar. Katkılanan elementler Ca'a göre farklı iyonik yarıçaplara sahiptir, ZnO'in iyonik yarıçapı daha küçük iken Ag20'nin yarıçapı daha büyükütr. Yarıçaplardaki bu farklılık sistemin yapısındaki değişimden sorumlu olabilir. Sonuçlar Ag20'nin ZnO'e göre süperiletkenlik özellilerinin iyileşmesinde daha iyi bir rol oynadığını göstermektedir.