Skip to main content
SUPERVISOR
Hadi Salamati mashhad,Hamideh Shakeripour
هادی سلامتی مشهد (استاد راهنما) حمیده شاکری پور (استاد مشاور)
 
STUDENT
Mohamad Fakhari esfrizi
محمد فخاری اسفریزی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده فیزیک
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1393

TITLE

Effect of the fabrication process on the superconductivity properties of Pb-BSCCO
Bismuth based superconductors are among the materials that have been extensively appreciated in terms of their application. Since their discovery in 1986, many researches have been focused on them in order to improve their structure, superconducting properties and flux pining. The Bi based superconductors are very sensitive to the preparation conditions and the effect of synthesis process on electrical, magnetic and their superconducting properties. The samples were prepared by means of both solid state and sol-gel methods together with some appropriate modifications in the synthesis procedures with respect to their preparation conditions. Among these modifications, the samples of pellets were made by Spark Plasma Sintering () technique to reduce the calcination and sintering time of the samples. The stoichiometric formula Bi 1.84 Pb 0.34 Sr 1.91 Ca 2.03 Cu 3.06 O 10+X was used for sample preparation. In both of the preparation routes, two different methods of Cold Press (CP) and were used to compress the samples after the completion of their calcination and grinding. The prepared sol-gel and solid-state samples in cold press were labeled as SG-CP and SO-CP respectively, and also the samples obtained by process were labeled as SG- and SO- respectively. In the next step, the samples put through the thermal process of sintering with different temperatures with respect to their preparation process. The sol-gel samples were sintered at three temperatures of 825, 830 and 835 o C and the solid-state samples at 830, 835 and 845 o C for 40 hours. In order to study the phase formation of samples, the X-ray diffraction, magnetic susceptibility, electrical resistivity, SEM micrography and critical current density measurements. The results of these measurements indicate better superconducting properties in CP samples wilt respect to the samples prepared by method. Also by comparing best samples obtained from sol-gel method with the ones from solid-state, it is evident that the sol-gel samples which have been obtained from either or CP processes, have better superconducting properties. The comparison of the critical current densities of sol-gel and the solid-state samples show an improvement of the sol-gel structure, which is evident from the V-J measurements.
ابررساناهای دمابالای بر پایه Bi از جمله موادی هستند که از نظر کاربردی در سطح گسترده ای مورد توجه قرار گرفته اند. از زمان کشف ابررساناهای دمابالا در سال 1986، تحقیقات گسترده ای برای بهبود ساختار، خصوصیات ابررسانایی و میخکوبی شار بر روی این ترکیبات انجام شده است. از آنجا که ابررساناهای پایه Bi نسبت به فرآیند ساخت بسیار حساس می باشند و در هنگام ساخت نمونه ها، معمولاً 3 فاز در این ترکیبات تشکیل می شود لذا در این پایان نامه، تأثیر فرآیند ساخت بر خواص الکتریکی، مغناطیسی و ابررسانایی نمونه های حجمی BSCCO مورد بررسی قرار گرفته است. نمونه ها با استفاده از دو روش حالت جامد و سل ژل آماده سازی شدند که در مرحله ی ساخت بسته به شرایط آماده سازی و فرآیندهای مورد استفاده، برخی از تغییرات لازم لحاظ شده است. از جمله این تغییرات می توان به تولید قرص با استفاده از فرآیند () Spark Plasma Sintering، کاهش مدت زمان تکلیس و کلوخه سازی نمونه ها و همچنین عدم استفاده از محلول پایه برای ساخت نمونه های سل ژل اشاره کرد. برای ساخت نمونه ها از استوکیومتری مشخصه ی Bi 1.84 Pb 0.34 Sr 1.91 Ca 2.03 Cu 3.06 O 10+X استفاده شد. در هر دو روش ساخت پس از اتمام مراحل تکلیس و آسیاب کاری، از دو روش متفاوت (CP) Cold Press و جهت فشرده سازی نمونه ها استفاده شده است به طوری که نمونه های سل ژل و حالت جامد تولید شده در پرس سرد به ترتیب به صورت SG-CP و SO-CP و نمونه های تولید شده با استفاده از فرآیند به ترتیب به صورت SG- و SO- نام گذاری شدند. در مرحله ی بعد بسته به نوع روش ساخت، نمونه ها در دماهای متفاوت تحت عملیات حرارتی کلوخه سازی قرار گرفتند. به این صورت که نمونه های سل ژل در سه دمای 825 ، 830 ، °C 835 و نمونه های حالت جامد در سه دمای 830 ، 835 و °C 845 برای مدت زمان 40 ساعت تحت عملیات کلوخه سازی قرار گرفتند. به منظور بررسی کیفیت نمونه ها، آنالیز پراش پرتو X، پذیرفتاری مغناطیسی، مقاومت الکتریکی، میکروسکوپ الکترونی (SEM) و چگالی جریان بحرانی اندازه گیری شد. نتایج این اندازه گیری ها، از بهتر بودن خواص ابررسانایی نمونه های تولید شده در پرس سرد، CP نسبت به نمونه های تولید شده در فرآیند خبر می دهند. همچنین مقایسه ی بهترین نمونه ها بین دو روش سل ژل و حالت جامد، چه برای نمونه های تولید شده در فرآیند و چه برای نمونه های تولید شده در فرآیند پرس سرد (CP) نشان می دهد که نمونه های ساخته شده به روش سل ژل از خواص ابررسانایی مناسب تری برخوردارند. یکی از مهمترین این خصوصیت ها، بیشتر بودن اندازه ی چگالی جریان بحرانی در نمونه های سل ژل نسبت به حالت جامد است که این مزیت در نمودارهای ولتاژ بر حسب چگالی جریان (V-J) به خوبی قابل مشاهده است.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی