Düzce Üniversitesi Bilim ve Teknoloji Dergisi (Oct 2022)
Bi-2223 Süperiletken Seramiklerde Peletizasyon Basıncının Yapısal, Elektriksel ve Mekanik Özellikler Üzerine Etkisi
Abstract
Bu çalışmada Bi-2223 tozlar farklı peletizasyon basınç değerleri ile külçe formuna getirilmiş ardından külçeler 840ºC’de 36 saat tavlanmıştır. Basıncın Bi-2223 külçelerin yapısal, mekanik ve elektriksel özellikleri üzerine etkileri incelenmiştir. Yapısal analizlerin değerlendirilmesi için X-ışını Kırınımı (XRD) spektroskopisi ölçümleri kullanılmıştır. Mekanik analizler için oda sıcaklığında Vickers Mikrosertlik ölçümleri yapılmıştır. Elektriksel analizlerde ise dört kontak I-V ölçümleri kullanılmıştır. Elde edilen sonuçlara göre, Bi-2223 kristal faz yoğunluğunun, sertlik değerinin ve elektrik taşıma kapasitesinin basınca ciddi bir şekilde bağlı olduğu görülmüştür. Bu bağlamda, basıncın artması ile sertlik değerlerinin kristal yapıdaki faz geçişlerine ve yüzey artık basınç gerilim bölgelerinin artışına bağlı olarak yükseldiği tespit edilmiştir. Ayrıca, hesaplanan elastisite modülü ve akma dayanımı gibi genel mekanik performans değerlerinin basınca bağlı olarak arttığı gözlemlenmiştir. Bu bulgu kristal yapıda hali hazırda var olan kovalent ve özellikle iyonik bağ kuvvetlerinin artmasının sonucu olabilir. Bununla birlikte, numunelerin plato limit bölgelerinde yükten bağımsız mikrosertlik değerleri Meyer yasası, Orantılı Numune Direnç (OND) ve Indentation Induced Cracking (IIC) yöntemleri ile analiz edilmiştir. Analiz sonucunda IIC modelin gerçek mikrosertlik değerlerini incelemede daha başarılı olduğu bulunmuştur. Kritik akımın uygulanan basıncın artması ile düştüğü gözlemlenmiştir. Örneklerin yoğunlukları Arşimet yasası kullanılarak ölçülmüştür. Teknolojik kullanım alanına bağlı olarak külçe Bi-2223 örneklerin üretiminde uygulanması gereken optimum basınç değeri detaylarıyla tartışılmıştır.
