M S arıhan *, E . Coşkun *, S . B . Güner* ve Ş Çelik *

Sıvı Azot Sıcaklığında (Sm123)1-x(Nd123)x Süperiletkenlerinin Manyetik Kaldırma Kuvveti

İncelemesi

M Sarıhan*, E. Coşkun*, S. B. Güner* ve Ş Çelik*

*Rize Üniversitesi, Fen Edebiyat Fakültesi, Fizik Bölümü, Rize

sukrucelik@yahoo.com

5. Ulusal Süperiletkenlik Sempozyumu İzmir 3- 6 Tem. 2011

İçerik

Amaç Yapılan çalışmalar

– Örnek Hazırlanması– Ölçüm Sistemi

Ölçüm Sonuçları Sonuçlar

5. Ulusal Süperiletkenlik Sempozyumu İzmir 3- 6 Tem. 2011

Amaç

Nd123 üretmek Sm123 üretim aşamasında yapıya Nd123 ekleyerek (Sm123)1-

x(Nd123)x yapısını elde etmek

Böylece Nd123 katkısının manyetik kaldırma kuvveti üzerine etkisini incelemek

5. Ulusal Süperiletkenlik Sempozyumu İzmir 3- 6 Tem. 2011

Yapılan Çalışmalar

Nd123 üretmek– Kalsinasyon– Sinterleme– Oksijen verme

(Sm123)1-x(Nd123)x üretmek– Kalsinasyon– Sinterleme– Oksijen verme

DTA ölçümü Manyetik kaldırma kuvveti ölçümü

5. Ulusal Süperiletkenlik Sempozyumu İzmir 3- 6 Tem. 2011

Nd123 üretimi (Kalsinasyon)

Oksit tozların karışımı

I. kalsinasyon Elle (60d) ve

mekanik karıştırıcı (90d) ile öğütme

II. kalsinasyon Elle ve mekanik

karıştırıcı ile öğütme

5. Ulusal Süperiletkenlik Sempozyumu İzmir 3- 6 Tem. 2011

Nd123 üretimi (Sinterleme)

Elle (60d) ve mekanik karıştırıcı (90d) ile öğütme

250MPa basınçta pelet oluşturma

Sinterleme işlemi

5. Ulusal Süperiletkenlik Sempozyumu İzmir 3- 6 Tem. 2011

(Sm123)1-x(Nd123)x üretimi

Üretilen Nd123 peletleri öğütüldü Sm123 üretiminin kalsinasyon işlemi yapıldı Sm123 üretiminde toz halindeki Sm123’e

(Sm123)1-x(Nd123)x sitokiyometrik oranda toz halindeki Nd123 eklendi

Karışım 250 MPa basınçta pelet haline getirildi

Oksijen verildi

5. Ulusal Süperiletkenlik Sempozyumu İzmir 3- 6 Tem. 2011

Sm123 Kalsinasyonu

Oksit tozların karışımı I. kalsinasyon Elle (60d) ve mekanik

karıştırıcı (90d) ile öğütme

II. kalsinasyon Elle ve mekanik

karıştırıcı ile öğütme

5. Ulusal Süperiletkenlik Sempozyumu İzmir 3- 6 Tem. 2011

(Sm123)1-x(Nd123)x katkı miktarları

(Sm123)1-x(Nd123)x yapısındaki x=0,00; 0,10; 0,20; 0,30 katkı oranlarının her birinden 5 gramlık toz elde etmek için kalsine edilen SmBa2Cu3O7-δ ve sinterlenmiş NdBa2Cu3O7-δ toz miktarları hesaplandı.

Katkı oranı SmBa2Cu3O7-δ miktarı (gr)

NdBa2Cu3O7-δ miktarı (gr)

x = 0,00 5 0

x = 0,10 4,5038 0,4962

x = 0,20 4,0067 0,9933

x = 0,30 3,5089 1,4911

5. Ulusal Süperiletkenlik Sempozyumu İzmir 3- 6 Tem. 2011

(Sm123)1-x(Nd123)x Üretimi (Sinterleme)

5. Ulusal Süperiletkenlik Sempozyumu İzmir 3- 6 Tem. 2011

(Sm123)1-x(Nd123)x Üretimi (Oksijenleme)

5. Ulusal Süperiletkenlik Sempozyumu İzmir 3- 6 Tem. 2011

DTA

0 200 400 600 800 1000 1200

-10

0

10

20

30

40

m

V)

T (°C)

Nd(123) Sm(123)

sinterleme sıcaklığı

940C

•10C/dak

• Al2O3 referans tozu

Ölçüm sistemi

5. Ulusal Süperiletkenlik Sempozyumu İzmir 3- 6 Tem. 2011

Ölçüm sistemi

5. Ulusal Süperiletkenlik Sempozyumu İzmir 3- 6 Tem. 2011

1 2

Silindirik Magnet H-z

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 1000,00

0,05

0,10

0,15

0,20

0,25

0,30

0,35

0,40

B (Tes

la)

z (mm)

5. Ulusal Süperiletkenlik Sempozyumu İzmir 3- 6 Tem. 2011

Silindirik Magnet H(x,y)

5 10 15 20 25 30

-0,05

0,00

0,05

0,10

0,15

0,20

0,25

0,30

0,35

05

1015

2025

30

5 10 15 20 25 30

-0,05

0,00

0,05

0,10

0,15

0,20

0,25

0,30

0,35

05

1015

2025

30

5 10 15 20 25 30

-0,05

0,00

0,05

0,10

0,15

0,20

0,25

0,30

0,35

05

1015

2025

30

5 10 15 20 25 30

-0,05

0,00

0,05

0,10

0,15

0,20

0,25

0,30

0,35

05

1015

2025

30

5 10 15 20 25 30

0,00

0,01

0,02

0,03

0,04

0,05

05

1015

2025

30

5 10 15 20 25 30

0,00

0,01

0,02

0,03

0,04

0,05

05

1015

2025

30

5 10 15 20 25 30

0,00

0,01

0,02

0,03

0,04

0,05

05

1015

2025

30

5 10 15 20 25 30

2,0x10-42,5x10-43,0x10-43,5x10-44,0x10-44,5x10-45,0x10-45,5x10-46,0x10-46,5x10-47,0x10-47,5x10-48,0x10-4

05

1015

2025

30

z=5 mmz=2 mmz=1 mm

B (

Tes

la)

z=0,25 mm z=1 mmz=0,25 mm z=2 mm z=5 mm

z=15 mmz=10 mm z=20 mm z=50 mm

B (

Tes

la)

x (mm) y (mm)

x

y

z

5. Ulusal Süperiletkenlik Sempozyumu İzmir 3- 6 Tem. 2011

5 10 15 20 25 300

5

10

15

20

25

30 G

X (mm)

Y (

mm

) -420,0

70,00

560,0

1050

1540

2030

2520

3010

3500

5. Ulusal Süperiletkenlik Sempozyumu İzmir 3- 6 Tem. 2011

Manyetik kuvvet yoğunluğu - z

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 5002468

1012141618202224262830

Man

yeti

k K

uvve

t Yoğ

unlu

ğu (

mN

/cm

3 )

z (mm)

x=0.00 v=0.840 mm/s x=0.10 v=0.840 mm/s x=0.20 v=0.840 mm/s x=0.30 v=0.840 mm/s

5. Ulusal Süperiletkenlik Sempozyumu İzmir 3- 6 Tem. 2011

• Ölçülen Kuvvet örnek hacmine bölünerek kuvvet yoğunluğu hesaplandı.

f hesabı

z (mm)

f (mN/cm3)

5. Ulusal Süperiletkenlik Sempozyumu İzmir 3- 6 Tem. 2011

f

Katkıya göre f – z değişimi

0 5 10 15 20 25 300

1

2

3

4

5

6

7

f (

mN

/cm

3 )

z (mm)

x=0.00 v=0.840 mm/s x=0.10 v=0.840 mm/s x=0.20 v=0.840 mm/s x=0.30 v=0.840 mm/s

5. Ulusal Süperiletkenlik Sempozyumu İzmir 3- 6 Tem. 2011

fmax ve zmaks’ların hesaplanması

Δfmaks

zmaks

Δf(mN/cm3)

z (mm)

5. Ulusal Süperiletkenlik Sempozyumu İzmir 3- 6 Tem. 2011

fmaks ve zmaks’ın katkıya göre değişimi

0

2

4

6

8

10

ffm

ax (

mN

/cm

3 )

0,0 0,1 0,2 0,30

2

4

6

8

10

z max

(m

m)

Katkı x

5. Ulusal Süperiletkenlik Sempozyumu İzmir 3- 6 Tem. 2011

Sonuç ve Tartışma

Katkı arttıkça kaldırma kuvveti değeri artmaktadır.

Katkı arttıkça fmax artmakta, FAKAT Zmax hemen hemen sabit

kalmaktadır.

Öneriler

Bu yapı MPMG yöntemiyle üretilmesi Kaldırma kuvvetinin farklı sıcaklıklarda

ölçümüyle kaldırma kuvvetine sıcaklığın etkisi

Örneğin hızının değiştirilerek hızın manyetik kaldırma kuvvetine etkisi çalışılacaktır.

Teşekkürler

Bu çalışma TÜBİTAK 110T622 nolu proje tarafından desteklenmektedir.