Production of MgB2 superconducting wires and joints by magnesium diffusion method and their characterization

Tez çalışması kapsamında IMD MgB2 tellerinde karşılaşılan reaksiyona girmemiş bor kümeleri ve bor katmanı, düşük mühendislik kritik akım yoğunluğu (Jce), tel boyunca süperiletken öz düzgünsüzlüğü ve ince MgB2 halka tabakasından kaynaklanan eklemleme zorlukları gibi güncel problemlerin çözümüne yönelik yenilikçi üretim yöntemlerinin tasarlanması ve uygulanması amaçlanmıştır. Tez çalışmasında önerilen yenilikçi yöntemler ile standart IMD (S-IMD) üretim yöntemine alternatif olarak merkezi Mg çubuk yerine stokiyometrik olmayan magnezyumca zengin Mg + B tabletlerin (RD-IMD), ve üç adet ince Mg çubuğun üçgen geometri (TH-IMD) düzeninde kullanıldığı tel üretimleri gerçekleştirilmiştir. Tasarlanmış iç Mg difüzyon işlemi adı verilen RD-IMD üretim yöntemi kullanılarak üretilen MgB2 telinde S-IMD telinin merkezinde oluşan büyük boşluk yerine gözenekli bir MgB2 yapısı ve bu yapıyı çevreleyen yoğun dairesel bir MgB2 tabakası başarılı bir şekilde oluşturulmuştur. Bu sayede standart IMD teline kıyasla öz manyetik alan altında daha yüksek bir mühendislik kritik akım yoğunluğu elde edilebileceği gösterilmiştir. Bunun yanı sıra bir diğer yenilikçi tel üretim yöntemi olan TH-IMD yöntemi ile bor tozu merkezinde tek bir Mg kaynağı kullanmak yerine üçgen geometride yerleştirilmiş üç adet ince Mg çubuk kullanılmıştır. Mg' nin bor içerisinde difüze edeceği mesafe azaltılıp homojen bir şekilde yayılması sağlanarak telin elektriksel özelliklerinin geliştirilebileceği gösterilmiştir. Son olarak, S-IMD MgB2 tellerde oluşan ince MgB2 katman yüzeyinin daha etkin hale getirilmesi üzerine tasarlanan yarısı Mg diğer yarısı B olan özgün bir dolum yöntemi ile tel (H-EMD) ve süperiletken eklem üretimleri gerçekleştirilmiştir. H-EMD yöntemiyle elde edilen etkin MgB2 yüzeyinin, süperiletken bağlantı ile tel çekirdeği arasındaki temasın daha iyi olmasına ve süperiletken teller ile bağlantı noktası arasındaki kritik akım farkının azaltılmasına katkıda bulunduğu kanıtlanmıştır.