Magnetic Levitation Force of (Sm123)1-x(Nd123)x
advertisement
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 [email protected] 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)1x(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 – – – (Sm123)1-x(Nd123)x üretmek – – – Kalsinasyon Sinterleme Oksijen verme 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 Nd(123) Sm(123) 40 •10C/dak sinterleme sıcaklığı • Al2O3 referans tozu mV) 30 20 10 0 940 C -10 0 200 400 600 T (°C) 800 1000 1200 Ölçüm sistemi 5. Ulusal Süperiletkenlik Sempozyumu İzmir 3- 6 Tem. 2011 Ölçüm sistemi 1 2 5. Ulusal Süperiletkenlik Sempozyumu İzmir 3- 6 Tem. 2011 Silindirik Magnet H-z 0,40 0,35 0,30 B (Tesla) 0,25 0,20 0,15 0,10 0,05 0,00 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 z (mm) 5. Ulusal Süperiletkenlik Sempozyumu İzmir 3- 6 Tem. 2011 B (Tesla) Silindirik Magnet H(x,y) 0,35 0,35 0,35 0,35 0,30 0,30 0,30 0,30 0,25 0,25 0,25 0,25 0,20 0,20 0,20 0,20 0,15 0,15 0,15 0,15 0,10 0,10 0,10 0,10 0,05 0,05 0,05 0,00 0,00 -0,05 5 10 15 20 25 30 0 25 0,00 30 -0,05 15 20 5 10 10 5 15 20 25 30 0 z 0,05 25 30 -0,05 15 20 5 10 10 5 15 20 25 30 0 0,00 30 25 -0,05 15 20 5 10 10 15 5 20 25 30 0 z=0,25 mm z=1 mm z=2 mm z=5 mm z=10 mm z=15 mm z=20 mm z=50 mm 0,05 0,05 0,05 0,04 0,04 0,03 0,03 0,02 0,02 0,02 0,01 0,01 0,00 0,00 B (Tesla) 0,04 0,03 5 10 15 20 25 30 0 5 10 30 20 15 5 10 0,00 15 20 25 30 0 5 10 10 15 20 25 30 y x -4 0,01 25 5 30 25 20 15 5 10 15 20 25 30 8,0x10 -4 7,5x10 -4 7,0x10 -4 6,5x10 -4 6,0x10 -4 5,5x10 -4 5,0x10 -4 4,5x10 -4 4,0x10 -4 3,5x10 -4 3,0x10 -4 30 2,5x10 25 -4 20 2,0x10 15 5 10 15 10 5 x (mm20 0 ) 25 30 0 5 15 20 25 30 m) y (m 10 5. Ulusal Süperiletkenlik Sempozyumu İzmir 3- 6 Tem. 2011 30 3500 G 3010 2520 25 2030 1540 1050 20 560,0 Y (mm) 70,00 -420,0 15 10 5 0 5 10 15 20 25 30 X (mm) 5. Ulusal Süperiletkenlik Sempozyumu İzmir 3- 6 Tem. 2011 3 Manyetik Kuvvet Yoğunluğu (mN/cm ) Manyetik kuvvet yoğunluğu - z 30 28 26 24 22 20 18 16 14 12 10 8 6 4 2 0 • Ölçülen Kuvvet örnek hacmine bölünerek kuvvet yoğunluğu hesaplandı. 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 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 z (mm) 5. Ulusal Süperiletkenlik Sempozyumu İzmir 3- 6 Tem. 2011 f hesabı f (mN/cm3) f z (mm) 5. Ulusal Süperiletkenlik Sempozyumu İzmir 3- 6 Tem. 2011 Katkıya göre f – z değişimi 7 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 6 3 f (mN/cm ) 5 4 3 2 1 0 0 5 10 15 20 25 30 z (mm) 5. Ulusal Süperiletkenlik Sempozyumu İzmir 3- 6 Tem. 2011 fmax ve zmaks’ların hesaplanması Δf(mN/cm3) Δfmaks zmaks z (mm) 5. Ulusal Süperiletkenlik Sempozyumu İzmir 3- 6 Tem. 2011 fmaks ve zmaks’ın katkıya göre değişimi 10 3 ffmax (mN/cm ) 8 6 4 2 100 zmax (mm) 8 6 4 2 0 0,0 0,1 0,2 0,3 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.