Süperiletkenlik özelliklerini iyileştirmek için FeSe0,5Te0,5 sistemine çok duvarlı karbon nanotüp katkısı ve mühendislik uygulamaları için kare korlu süperiletken tel/şerit üretimi ve racetrack formunda bobin prototipinin geliştirilmesi

Abstract

Bu yüksek lisans tezi kapsamındaki çalışmalar üç aşamadan oluşmaktadır. Birinci aşamada Fe-kalkojenit süperiletkenler sınıfına ait 11-fazının bir üyesi olan FeSe0.5Te0.5 baz sisteminde Fe konumlarına %3’ e kadar çok duvarlı karbon nanotüp ikamesi yapılarak self-flux yöntemi ile tek kristal formda test örnekleri üretilip yapısal, mikroyapısal, elektriksel, manyetik ve mekanik özellikleri incelenmiştir. Bu bağlamda, üst kritik alan, Hc2, koherens uzunluk, c, aktivasyon enerjisi, U(H,T), kritik akım yoğunluğu, Jc mag, çivileme kuvveti, FP, hesaplamaları yapılarak en iyi süperiletkenlik parametrelerine sahip sitokiyometrinin Fe1- x(MWCNT)xTe0,5Se0,5 (x=0,03) olduğu tespit edilmiştir. Bu sonuca göre, ikinci aşamada kullanılmak üzere Fe1-x(MWCNT)xTe0,5Se0,5 (x=0,03) sitokiyometrisine sahip büyük ölçekte üretim gerçekleştirilmiştir. İkinci aşamada, Fe1-x(MWCNT)xTe0,5Se0,5 (x=0,03) süperiletken kor malzemesi olarak kullanılmış ve Fe ile Ag kılıflarda powder in tube yöntemi ile kare kor’ lu tel ve sonrasında şerit üretimi denemeleri gerçekleştirilerek en iyi şerit üretim koşulları (ısıl işlem aralıkları, Fe/Ag kılıfların duvar kalınlıkları ve doluluk oranı) belirlenmiştir. Son aşamada ise, racetract bobin protopi hazırlamak üzere 28.3 m uzunluğunda Fe1-x(MWCNT)xTe0,5Se0,5 (x=0,03) süperiletken şerit üretimi gerçekleştirilerek, mikroyapısal incelemeler ile homojen bir üretim olup olmadığı kontrol edilmiş ve racetract bobin üretimine geçilmiştir. Üçüncü ve son aşamada ise; Hazırlanan teflon kalıp üzerine compton tape ve teflon bant ile gerekli elektriksel izolasyonları yapılan Fe1-x(MWCNT)xTe0,5Se0,5 (x=0,03) süperiletken şerit 20 dönüm (sarım) yapılarak racetract bobin formuna getilmiş ve elektriksel performans testleri gerçekleştirilmiştir

The studies within the scope of this master's thesis consist of three stages. In the first stage, in the FeSe0.5Te0.5 base system, which is a member of the 11-phase belonging to the class of Fe-chalcogenide superconductors, up to 3% multi-walled carbon nanotubes are substituted for Fe positions and produced in single crystal form by self-flux method and structural, microstructural, electrical, magnetic and mechanical properties were investigated. In this context, superconductivity parameters were determined by calculating the upper critical area, Hc2, coherence length, c, activation energy, U(H,T), critical current density, Jc mag , pinning force, FP and the best superconductor was determined to be Fe1- x(MWCNT)xTe0,5Se0,5 (x=0,03). According to this result, large scale production was then carried out with Fe1-x(MWCNT)xTe0,5Se0,5 (x=0,03) stoichiometry in the second step. In the second stage, the best strip production conditions (such as heat treatment intervals, wall thickness of Fe/Ag sheaths and filling ratio) were determined by performing tests for the production of square core wire and then strip by using Fe and Ag sheaths and powder in tube method. In the last stage, Fe1-x(MWCNT)xTe0,5Se0,5 (x=0,03) superconducting strip was fabricated by producing 28,3 m long Fe/Ag/strip to prepare racetract coil prototype, and homogeneity was checked by microstructural examinations and then racetract coil production started Fe1-x(MWCNT)xTe0,5Se0,5 (x=0,03) superconducting strip, on which the necessary electrical and thermal insulation was made with compton tape and teflon tape on the prepared teflon mold, was formed into a racetract coil form by making 20 acres (winding) and electrical performance tests were carried out.