AI Summary & Key Takeaways
AI InsightIt has been shown that high J c and T c values, which are important for relevant technologies, can be achieved with the 86.70% purity of the B source purified in Turkey.
📌 3 Key Takeaways
Abstract
MgB 2 bulks were synthesized by the Mg diffusion method under exactly the same conditions, using B powder of three different purities purified in Turkey. In laboratory scale studies, high purity starting powders are used. For large-scale production, low purity powders are better in terms of production costs. In this study, the effect of low purity grade B on the Mg diffusion method was examined. The microstructural properties of MgB 2 samples produced by heat treatment at 850 °C for 10 hours were examined by XRD analysis. Rietveld refinement was performed on these results, and lattice parameters were obtained around a=b= 3.08 Å, c= 3.52 Å. Crystal sizes and microstrains were calculated using the Scherrer and Williamson-Hall formulas. In addition, by magnetic measurements, the T c was determined to be 38.74 K, and the J c (B = 0) at 20 K was determined to be 3.14x10 5 A/cm 2 for the sample using an 86.70% purity B source. F p was calculated, and pinning mechanisms were examined using the Dew-Hughes scaling approach. The dominant pinning mechanism was determined to be grain boundaries and non-superconducting points. It has been shown that high J c and T c values, which are important for relevant technologies, can be achieved with the 86.70% purity of the B source purified in Turkey.
Özet
MgB 2 süperiletken külçeleri, Türkiye’de saflaştırılmış olan üç farklı saflıkta B tozu kullanarak tümüyle aynı koşullarda Mg difüzyon yöntemiyle sentezlendi. Laboratuvar ölçekli çalışmalarda çoğunlukla yüksek saflıkta başlangıç tozları kullanılmaktadır. Büyük ölçekli üretim için yüksek saflıktaki başlangıç tozları üretim maliyeti açısından büyük bir yük getirmektedir. Bu çalışmamızda Mg difüzyon yöntemi için B düşük saflık derecesinin etkisi incelenmiştir. 850 °C’de 10 saatlik ısıl işlem sonucu üretilen MgB 2 külçe numunelerinin, mikro yapısal özellikleri XRD analizleri ile incelenmiştir. XRD sonuçları Rietveld yöntemiyle arıtılarak örgü parametreleri a=b= 3,08 Å, c= 3,52 Å civarında elde edilmiştir. Kristal boyutları ve mikro gerinimleri Scherrer ve Williamson-Hall formülleri kullanılarak hesaplanmıştır. Ayrıca manyetik özellikleri incelendiğinde, %86,70 saflıkta B kaynağı kullanılan numune de T c değeri 38,74 K ve 20 K’de J c (B=0) değeri ise 3,14x10 5 A/cm 2 olarak tespit edilmiştir. Manyetik ölçümlerden F p hesaplanmış ve çivilenme mekanizmaları Dew-Hughes'un ölçeklendirme yaklaşımı ile irdelenmiştir. Numunelerimizin tümünde baskın çivilenme mekanizması tane sınırları ve süperiletken olmayan nokta çivilenme mekanizmaları olduğu tespit edilmiştir. İlgili teknolojiler için önemli olan yüksek J c ve T c değerlerine %86,70 saflıkta Türkiye’de saflaştırılmış olan B kaynağı ile ulaşılabileceği gösterilmiştir.