Zirkonyum katkılanmış Bi-tabanlı süperiletken seramiklerin mekanik, yapısal ve elektriksel özelliklerinin incelenmesi

Bu çalışma kapsamında Bi-tabanlı süperiletken seramiklerin temel özelliklerine yüzey safsızlık katkılamasının etkileri araştırılarak, elektriksel performanslarının geliştirilmesi amaçlanmıştır. Bu amaç doğrultusunda Zirkonyum metali Bi-2223 seramiklerinin üzerine buharlaştırma yöntemiyle kaplanmış ve 650 °C ile 840 °C arasında sıcaklıklarda tavlama yapılarak Zr difüzyonu gerçekleştirilmiştir. Zr difüzyonunun Bi-2223 seramiğinin yapısal, morfolojik, mekanik, elektriksel ve süperiletken özellikleri üzerindeki etkilerini sistematik olarak yorumlanarak çalışma sonlandırılmıştır. Yapılan analizlerde yapısal kusurlar ve geçiş sıcaklıkları arasındaki etkileşimlerde tartışılmıştır. Sonuç, Zr'nin Bi-seramiklerin daha derin seviyelerine kolayca yayılabileceğini ve yüksek termal enerjinin itici gücü nedeniyle olası Zr/Sr yer değiştirmesinin meydana geldiğini göstermiştir. Zr difüzyonu, Bi-2223 seramiğinin kristalografisini 800 °C tavlama sıcaklığına kadar iyileştirmiştir. Ek olarak, 800 °C'de tavlanmış numunelerin yüzey morfolojisinde daha iyi düzlem benzeri yapı ve taneler arası bağlantı gözlemlenmiştir. 800 °C tavlama işleminden sonra yüzeyine Zr kaplanmış Bi-2223 seramikleri için hem temel elektriksel özdirenç, boşluk (hol) taşıyıcı yoğunlukları hem de dar geçişli kritik sıcaklıklarda önemli bir gelişme elde edildi. Bu kritik özelliklerin elde edilen iyileştirmesi, süperiletken kümelerdeki bipolaron oluşumlarına, optimum eşleşme mekanizmasına, en iyi kristal yapı kalitesine ve ideal Cu-O2 ara katman birleştirme kuvvetlerine ve Zr yayılmış süperiletken taneler arasındaki etkileşime atfedilebilir. 800 °C'de Zr safsızlık difüzyonunun, süperiletken teknolojisinde gelecekteki uygulamalar için Bi-2223 sistemlerinin temel özelliklerinin iyileştirilmesi için umut verici olduğu sonucuna varılabilir. Bu tez çalışması, Bolu Abant İzzet Baysal Üniversitesi bilimsel araştırma projeleri koordinatörlüğü 2022.09.03.1560 numaralı "Zirkonyum katkılanmış Bi-tabanlı süperiletken seramiklerin mekanik, yapısal ve elektriksel özelliklerinin incelenmesi" başlıklı proje tarafından desteklenmiştir.