CAM-SERAMİK SÜPERİLETKENLERİN KRİSTALLEŞME KİNETİKLERİ VE ELEKTRİKSEL İLETKENLİK ÖZELLİKLERİNİN İNCELENMESİ

Abstract

Bu çalışmada, BSCCO sisteminde Bi3Sr2Ca2Cu3O10+y, Bi3Pb0 5Sr2Ca2Cu3Q10+y, Bİ3Pb03Ga03Sr2Ca2Cu3O1&+y, Bi2Sr2Ca2Cu3O10+y, ve Bi4Sr3Ca3Cu4012+y başlangıç kompozisyonları sıvı-hızlı katılaştırma metodu kullanılarak hazırlandı. Elde edilen cam numuneler farklı sıcaklık ve zaman periyodlarında ısıl işleme tabi tutuldular. Numunelerin ısıl işlemleri süresince meydana gelen mikroyapısal değişiklikler DTA, DSC, TGA, SEM, TEM, EDAX ve XRD kullanılarak analiz edildi. Analizler sonucu gösterdi ki, hazırlanan bütün kompozisyonlar farklı ısıl işlem-zaman kombinasyonlarına bağlı olarak n=l ve n=2 fazlarına sahip olmakla beraber, Bi2Sr2Ca2Cu3O10+y kompozisyonu n=3 fazına da sahiptir. Kristalleşme aktivasyon enerjisi, 3:2:2:3, 3:0.5:2:2:3, 3:0.3:0.3:2:2:3, 2:2:2:3, 4:3:3:4 kompozisyonları için 352.3, 188.9, 159.9, 336.46, 371.5kJ/mol olarak belirlendi. Özdirenç ölçümleri stantard D.C. tekniği kullanılarak gerçekleştirildi. En iyi süperiletkenlik özelliği, 2:2:2:3 oranında hazırlanmış numune için 103K olarak bulundu. Ayrıca, n=l, n=2, n=3 süperiletkenlik fazlarının oluşumu, kristalleşme mekanizması ve termodinamik özellikleri de tartışıldı. Anahtar kelimeler: Süperiletkenlik, Bi-Sr-Ca-Cu-O sistemi, sıvı-hızlı katılaştırma metodu, kristalleşme, aktivasyon enerjisi, özdirenç.

In this study, Bİ3Sr2Ca2Cu3O10+y, Bi3Pb05Sr2Ca2Cu3O]0+y, Bi3Pb0 3Gao 3Sr2Ca2Cu3O10+y, Bi2Sr2Ca2Cu3Oi0+y, and Bİ4Sr3Ca3Cu4012+y nominal compositions within the BSCCO system have been prepared using the Melt-Quenching method. The resulting glass samples were heat treated at different temperatures and time periods. The microstructural changes occurred during the heating stages of the samples have been analysed by using the DTA, DSC, TGA, SEM, TEM, EDAX and XRD. The result of analysis have shown that all compositions prepared contain n=l and n=2 phases depending on the different heat treatment-time combinations. However, the Bi2Sr2Ca2Cu3O10+y composition contains also n=3 phase. The activation energy of crystallisation has been determined to be 352.37, 188.9, 159.98, 336.46, 371.5 kJ/mol for 3:2:2:3, 3:0.5:2:2:3, 3:0.3:0.3:2:2:3, 2:2:2:3, 4:3:3:4 compositions, respectively. Resistivity measurements have been carried out with stantard d.c. technique. The best superconducting property was found to be 103K for sample prepared in 2:2:2:3 form. The thermodynamics and the mechanism of crystallisation, the formation of n=l, n=2 and n=3 superconducting phases were also discussed. Key Words: Superconductivity, Bi-Sr-Ca-Cu-O system, Melt-Quenching method, crsytallisation, activation energy, resistivity.