Bu çalışmada, MgB2 süperiletkeninin yapısal, ısısal ve mekaniksel özellikleri üzerine farklı sinterleme sürelerinin (20, 40, 60 ve 120 dak,) etkisi analiz edildi. Analizlerden elde edilen sonuçlar aşağıda verilmektedir.
1. XRD analizleri, sinterleme süresinin MgB2 fazlarını bozmadığını ve ana faz olarak MgB2 fazının korunduğunu ve malzemelerde çok az miktarda MgO safsızlık fazına rastlandığını gösterdi. Tüm malzemelerde MgB2’nin ana faz olduğu görülmüştür.
2. TG/DTA analizlerinde 70 oC civarında başlayıp 200 oC ye kadar varan sıcaklık aralığında neme bağlı olarak bir kütle kaybının olduğu, 810 ˚C’ye kadar önemli bir ısıl reaksiyon gözlenmediği ancak bu sıcaklıktan sonra MgB2 fazının ayrışmaya başladığı gözlendi. Bu sebepten MgB2 numuneleri için 810 ˚C nin altındaki sıcaklıkların ideal olduğu sonucuna varıldı.
3. Oliver-Pharr modeli ile hesaplanan H ve Er değerlerinin diğer süperiletkenlere (YBaCuO, BiSrPbCaCuO vb.) benzer şekilde ÇBE davranışı gösterdiği görüldü. Ayrıca
numunelerimiz için “n” değerinin 2 den küçük çıkması bu malzemelerin çentik boyut
etkisi davranışı gösterdiğini destekledi.
4. Numunelerimizin sertlik değerleri incelendiğinde diğer yüksek sıcaklık süperiletken
malzemelere göre (YBaCuO, BiSrPbCaCuO vb.) daha yüksek sertlikte malzemeler oldukları görüldü.
5. Sinterleme süresinin artmasıyla birlikte süperiletkenlerde görülen taneler arası zayıf
bağın kuvvetlenerek sertlik ve elastiklik modülü değerlerini artırdığı görüldü.
6. Oliver-Pharr modeli ile Enerji modeli karşılaştırıldı ve çökme (sink-in) davranışını
dikkate alan Enerji modelinin daha doğru sonuçlar verdiği literatürle birlikte desteklenerek ortaya konuldu.
7. Bütün numuneler için geçerli olmak üzere plastik bölge çapının ( C ) uygulanan yük
(Pmaks) ile beraber arttığı görüldü. Aynı zamanda, sinterleme süreleri dikkate alındığında Z20 numunesinden Z120 numunesine doğru gidildikçe aynı yükler altında elde edilen plastik bölge çapının azalması, sinterleme süresine bağlı olarak sertliğin arttığı sonucunu ayrıca destekledi.
KAYNAKLAR
Abrikosov, A.A., 1957.Engl.Transl.Sov.Phys.-JETP,5,1174.
Anonim, Superconductivity at Dry Đce Temp. http//superconductors.org/195K.htm. (17.07.2008)
Akımıtsu, J., 2003. Physica C 388-389 98-102.
Ascheron, C., Haase, C., Kuhn, G., Neumann, H., 1989. Microhardness of Sn-Doped InP, Cryst. Res. Technol., 24, K33-5
Attaf M.T., 2003 “New ceramics related investigation of the indentation energy concept Materials Letters, 57, 4684-4693.
Bajpai, R., Datt, S.C., 1986. Effect of load on the microhardness of polycarbonate. Indian J. Pure Appl. Phys., 24, 254-255.
Bardeen, J., Cooper, L. N Ve Schrieffer, J. R., 1957. Theory of Superconductivity, Phys. Rev. ,108, 5,1175-1204.
Bednorz, J. G. Muller, K. A., 1986. Possible High Tc Superconductivity in the Ba-La- Cu-O System, Z. Phys. B-Condensed Matter, 64,189-193.
Bekteş, M., Uzun, O., Aktürk, S., Ekinci, A.E., Uçar, N., 2004. Vickers microhardness studies of Fe-Mn Binary Alloys. Chinese journal of Physics, 42 (6) 733-739. Bhushan, B., 1999. Handbook of micro/nanotribology. 2 nd BocaRaton (FL): CRC Pres. Bıju, A., Abhılash, R. G. Kumar, R., Aloysıus, P., Syamaprasad, U., 2006. Structural
and superconducting properties of Bi1.7Pb0.4Sr2GdxCa1.1Cu2.1Oy system. Physica C:Superconductivity, 449, 2, 109-115.
Bolshakov, A., Ve Pharr, G. M. 1998. Influences of pileup on the measurement of mechanical properties by load and depth sensing indentation techniques. Journal of Materials Research, 13 (4), 1049-1058.
Cheng, Y.T., Cheng, C.M., 1998. Relationships between hardness, elastic modulus, and the work of indentation. Appl. Phys. Lett. 73, 614-616.
Cheng, Y.T., Cheng, C.M., 1999. Can stres-strain relationsships be obtained from indentation curves using conical and pyramidal indenters. Journal of metarials res. V 14.9 3493-3496.
Constantinidis, G., Tomlinson, R.D., Neumann, H., Microhardness of CuInSe2. 1988. Philosophical Magazine Letters, 57, 91
Dao, M., Chollakop, N., Van Viliet, K. J. Venkatesh, T. A. Suresh, S., 2001. Computational modeling of the forward and reverse problems in instrumented sharp indentation . Acta Mater. 49, 3899 – 3918
Doerner, M. F., And Nix, W. D., 1986. A method for interpreting the data depth-sensing indentation instruments. Journal of Materials Research, 1 (4), 601-609.
Emeksiz, C. 2007. Bscco Süperiletkeninin Mekaniksel Özelliklerinin Dinamik Mikrosertlik Tekniği Đle Đncelenmesi. GOP Üniversitesi Yüksek Lisans Tezi.Tokat
Feng Q., Chen C., Xu J., Kong L., Chen X., Weng Y., Zhang Y., Gao Z., 2004. Study on the formation of MgB2 phase. 411, 41-46.
Flükiger, R., Suo H. L., Musolino, Beneduce, C., Toulemonde, P., Lezza P., 2003. Superconducting properties of MgB2 tapes and wires . Physica C, 385, 286-305. Fu, B.Q., Feng, Y., Zhao Y., Pradhan A.K., Cheng C.H., Ji P., Liu X.H., Liu C. F., Yan
Gahr, K.H., 1987, Microstructure and Wear of Materials, Elsevier Science Publisher,B.V., Netherlands, 16-18.
Gencer, A., Kılıç A., Okur, S., Güçlü, N., Özyüzer, I., Belenli, I., 2005. Low field behaviour of Ti-addded MgB2/ Cu superconducting wires. IEEE Trans. Appl. Super. 15, 33-56.
Giannakopoulos, A.E., Suresh, S. 1999. Determination of elastoplastic properties by instrumented sharp indentation, Scripta Materialia, 40, 1191-1198.
Gong, J., Wu, J., Guan, Z. 1999. Examination of the indentation size effect in low- load vickers hardness testing of ceramics. Journal of European Ceramic Society,
19 (15), 2625-2631.
Gong, J., Wu, J., Guan, Z., 1998. Load dependence of the apparent hardness of silicon
nitride in a wide range of loads. Materials Letter, 35, 58-61.
Gong, J., Wu, J., Guan, Z., 1999. Examination of the indentation size effect in low-load Vickers hardness testing of ceramics. Journal of the European Ceramic Society, 19, 2625-2631.
Gong, J., Miao, H., Zhao, Z., Guan, Z.,. 2001. Load-dependence of the measured
hardness of Ti(C,N)-based cermets. Materials Sci. Eng A. 303,179-186.
Görur, O., Tezioğlu, C., Varilci, A., Altunbas, M., Belenli, I., 2005. Investigation of some physical properties of silver diffusion-doped YBa2Cu3O7-x superconductors. Supercond. Sci. Technol. 18, 1233-1237.
Güçlü, N. Uzun, O. , Kölemen, U., 2006. Depth-sensing indentation study of superconducting MgB2 wire. Materials characterization 57, 166-170. Ionescu, M., Zeimetz, B., Dou, S. X., 1998. Microhardness Anisotropy of Bi-2212
Crystals. Physica C: Superconductivity, 306, 3-4, 213-217.
Jonathan. R.T., Kosunsky, M., Bull, A., Steve, J., Davidson, I., 2001. On the aplications on the work of indentation approach to depth sensing indentation experiments in coated system. Surface Coating Tech. 137. 217-224.
Joshi, M.J., Shah, B.S., 1984. On the microhardness of some organic molecular solids Cryst.Res.Technol., 19, 1107-1111.
Kang, B. W., Goyal, A., Lee, D. F., Mathis, J. E., Specht, E. D., Martin, P. M., Kroeger, D. M., Paranthaman, M., Sathyamurthy, S. 2002. Comparative study of thickness dependence of critical current density of YBa2Cu3O7-δ on (100) SrTiO3 and on rolling-assisted biaxially textured substrates. Material Research Society.17, 1750-1757.
Kaya, D., 2006. Vanadyum katkısının MgB2 süperiletken sisteminin yapısal ve
manyetik özellikleri üzerine etkisi. Đnönü Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Malatya Khalil, S.M., Sedky, A., 2005. Annealing Temperature Effect On The Properties Of
Bi:2212 Superconducting System. Physica B: Condensed Matter, 357, 3- 4, Pages 299-304.
Khalil, S. M., Ahmed, A. M., 2007. Vacuum heat treatment effect on the thermophysical properties of BSCCO system. Physica C: Superconductivity, 452, 1-2, 21-28.
King,R.F., Tabor, D., Proc. R. Soc. London, Ser A, 223, 225 (1954)
Kotru,P.N., 1984. II National Seminar on Crystal Growth, Madras
Kölemen, U.,Güçlü, N., Uzun, O., Çelebi, S., 2005. Work of indentation approach for
investigation of mechanical properties of YBCO bulk superconductor at cryogenic temperatures. Physica C: Superconductivity, 433, 1-2, 115-122
71
71
Kölemen, U., Çelebi, S., Yoshino, Y., Öztürk, A., 2004. Mechanical properties of YBCO and YBCO+ZnO polycrystalline superconductors using Vickers hardness test at cryogenic temperatures. Pyhsica C, 406, 20-26.
Kölemen, U., Uzun, O., Aksan, M. A, Güçlü, N., Yakıncı E., 2006. An analysis of load depth- sensing microindentation experiments for intermetallic MgB2. J. Alloys and Compd. 415, 1,2, 294-299.
Kölemen, U., Uzun, O., Yılmazlar, M., Güçlü N., Yanmaz, E., 2006. Hardness and
microstructural analysis of Bi1.6Pb0.4Sr2Ca2-xSmxCu3Oy polycrystalline Superconductors. Alloys and Compd. 415, 1,2, 300-306.
London, H., London, F., 1935. The Electromagnetic Equations of the superconductors.
Proceeding of the Royal Society, A149, 71.
Ma, X., Yoshida, F., Shinbata, K., 2003. on the loading curve in microindentation of
viscoplastic solder alloy. Materials Science and Engineering A, 344, 1, 2, 296- 299.
Maeda, H., Tanaka, Y., Fukutomi, M., Asono, T., 1988. Physical Properties of an 80 K
Superconductors: Bi-Sr-Ca-Cu-O Ceramics. Jpn. J. Appl. Phys. Lett., 27, L209.
Marwaha, R.K., Shah, B. S. 1991. A study on the microhardness of organic molecular solids.Crystal Research and Technology, 26(4), 491-494
Meissner, W. And Ochsenfeld, R. , 1933. Superconductivty, Nature, 132, 931-935. Mott, B. W., 1956. Microindentation Hardness Testing. (London, Butterworths
Scientefic) Pp. 101-139.
Nagamatsu, J., Nakagawa, N., Muranaka, T., Zenitani, Y., and Akimitsu J., 2001. Superconductivity at 39 K in magnesium diboride. Nature, 410, 63-64.
Nezir S. , Celebi S. , Altunbas M., 2000. Effect of Annealing Period on the Resistive Transitions and AC Losses in a Bi1.6Pb0.4Sr2Ca3Cu4O12 Superconductor Fabricated by A Wet Technique. Journal of Alloys and Comp.302, 235-238. Onaran, K., 1995. Malzemelerin mekanik özellikleri, Bilim Teknik Yayın Evi. Đstanbul. Osorio-Guillen, J.M., Simak, S.I., Wang Y. , Johonson B., Ahuza, R., 2002. Bonding
and Elastic Properties of Superconducting Properties in Ti-Doped MgB2 /Ta/Cu T662.
Oliver, W. C., Pharr, G. M., 1992. An improved technique for determining hardness and elastic modulus using load and displacement sensing indentation experiments. J. Mater. Res, 7 (6), 1564–1583.
Onnes, H.K., 1911. Disappearence of The Electrical Resistance of Mercury of Helium
Temperature. Akad Van Wetenschappen, Amsterdam, 14, 113.
Quinn, J. B., Quinn, V. D. 1997. Indentation brittleness of ceramics: a fresh approach. Journal of Materials Science, 32, 4331-4346.
Parkin, S.S.P., Lee, V. Y., Engler, E. M., Nazzal, A.I., Huang, T.C. Gorman, G., Savoy, R. Beyers, R., 1988. Bulk Superconductivity at 125 K in
Tl2Ca2Ba2Cu3Ox . Phys. Rev. Lett. 60, 2539 – 2542.
Prikhna T. A. Gawalek, W., Savchuk Ya. M., Moshchil, V. E., Sergienko, N. V., Surzhenko, A. B., Wendt, M., Dub, S. N., Melnikov, V. S., Schmidt, Ch. and Nagorny, P. A. 2002. High-pressure synthesis of a bulk superconductive MgB2- based material. Physica C, 386, 565-568.
Rodríguez, R., Gutierrez, I., 2003. Correlation Between Nanoindentation and Tensile Properties: Influence of the Indentation Size Effect. Materials Science and Engineering, A361, 377-384.
Sangwall, K., Surowska, B., Blaziak, P., 2003. Relationship between indentation size effect and material properties in the microhardness measurement of some cobalt- based alloys.
Mater.Chem.Phys. 80, 428-437.
Sangwall, K., Surowska, B., 2003. Study of Đndentation Size Effect and Microhardness of SrLaAlO4 and SrLaGaO4 Single Crystals. Mat. Res. Innovat, 7, 91-104. Savaşkan, B., 2007. MgB2 Süperiletkeninin Üretimi Yapısal, Fiziksel ve Mekaniksel
Özelliklerinin Đncelenmesi. Karadeniz Teknik Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Trabzon
Shah, B.S., 1982. Crystal perfection of Adamente by microindentation. Cryst. Res. Sahin, O., Uzun, O., Kölemen, U., Duzgun, B., Ucar, N., 2005. Indentation Size Effect
and Microhardness Study of β-Sn Single Crystals. Chin. Phys. Lett. 22, 3137- 3140.
Sahin, O., Uzun, O., Kolemen, U., Ucar, N., 2007. Vickers microindentation hardness
studies of β-Sn single crystals. Materials Characterization, 58, 2, 197-204
Sakai, M., 1993. Energy Principle of the Indentation-ınduced ınelastic surface deformation and hardness of brittle materials. Acta Metall. Mater., 41(6), 1751- 1758.
Salehi, M. ve Dehghani, K., 2008. Structure and properties of nanostructured aluminum A413.1 produced by melt spinning compared with ingot microstructure. J. Alloy Comp., 457, 357-361.
Shah, B.S., 1982. Crystal Perfectıon of Adamantane By Mıcro-Identatıon, Cryst. Res. Technol., 17 (3), 27-29.
Shaw M.C., The Science of Hardness Testing and its Research Applications, American Society of Metals, Ohio (1973).
Sirdeshmukh, D.B., Shah ,B.S., 1965.J. M.S. Univ., Baroda, 14, 3. References 377
Stillwell, N. A., Tabor, D., 1961. Elastic recovery of conical indentations, Phys. Proc. Soc., 78 (2), 169-179.
Şahin, O., 2006. β-Sn Tek Kristallerinin Bazı Mekaniksel Özellikleri Đle Kristal Yönelimi Arasındaki Đlişki. Süleyman Demirel Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Doktora tezi, Isparta.
Tabor, D. 1951. The Hardness of Metals. London: Oxford University Pres; 1996, Philosophical Magazine. A 74, 1207
Tickoo, R., Tandon, R. P. , Bamzai, K. K. , Kotru, P. N. , 2003. Microindentation studies on samarium-modified lead titanate ceramics Mater. Chem. Phys., 80 (2), 446-451.
Uzun, O., Kölemen, U., Çelebi, S., Güçlü, N., 2005. Modulus and Hardness of Polycrystalline Superconductors by Dynamic Microindentation Technique. J. Eur. Ceram. Soc. 25, 969-977.
Uzun, O., Karaaslan,T., Keskin M., 2003. Hardness Evaluation of Al2Si05Sb Melt Spun Ribbons. J. Alloys and Compd. 358, 104-111.
73
73
Uzun O., Karaaslan T., Gogebakan M., Keskin M., 2004. Hardness And Microstructural Characteristics of Rapidly Solidified Al-8-16 wt.%Si Alloys, J. Alloys and Compd. 376, 149-157.
Uzun, O., Güçlü N., Kölemen, U., Şahin, O., 2008. “Analysis of data on indentation load against penetration depth for bulk MgB2 crystal using indentation work and Oliver-Pharr approaches “ Materials Chemisrty and Phyiscs , (baskıda).
Vengatesan, B., Kannaiah, N., Ramasami, P., 1987.III National Seminar on Crystal Growth, Madras.
Veerender, C., Dumke, V. R., Nagabhooshanam, M., 1994. Hardness and Elastic
Moduli of Bi2-xPbxCa2Sr2Cu3Oy. Phys. Stat. Sol. (a), 144, 299-309.
Wu, M. K. , Ashburn, J. R., Torng, C. J., Hor, P., Meng, R. L., Gao, L., Huang, Z.J., Wang, Y. Q., Cu, C. W., 1987. Superconducting at 93 K in New Mixed-Phase
Y-Ba-Cu-O compound system at Ambiant Pressure. Phys. Rev. Lett., 48, 908. Xia, H. L., Wei, H. S., Xing, G. L., Ping, C. C., Lin, D. Y., Hu, X., 2005.
Microstructure and mechanical properties of Al2O3–MgB2 composites. Ceramics International, 31, 1, 105-108.
Xizodong, L., Bhushan, B., 2002. A review of nanoindentation continous stifness measurement technique and its aplications. Material Characterization. 11-36. Yanmaz, E., 1997. Melt processed YBa2Cu3O7-x superconductors. Journal of Alloys
ÖZGEÇMĐŞ
Adı Soyadı: Ömür BOYNUDELĐK Doğum Yeri : Niksar/TOKAT Doğum Yılı : 23/01/1977 Medeni Hali : Bekar
Eğitim ve Akademik Durumu
Lise 1991-1994 Niksar Danişmend Gazi Lisesi
Lisans 1995-1999 Atatürk Üniversitesi Kazım Karabekir Eğitim Fakültesi
Yabancı Dil Đngilizce
Đş Deneyimi
1999-2004 Sınıf Öğretmenliği 2004-2008 Fizik Öğretmenliği