Cu/MgB2 süper iletken tellerin ekstrüzyon-haddeleme sürecinde üretimi ve üretim parametrelerinin ürün özelliklerine etkilerinin incelenmesi
Tezin Türü: Doktora
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Erciyes Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2016
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: MEHMET CENGİL
Danışman: Fehmi Nair
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Bu çalışmada bakır ile kılıflandırılmış MgB2 özlü süperiletken tellerin laboratuvar ölçeğinde üretimi ve üretim parametrelerinin ürün özelliklerine etkilerinin incelenmesi amaçlanmıştır. Direkt ekstrüzyon ve kalibreli haddeleme teknikleri kullanılarak tek özlü, çok özlü ve bariyer malzemeli süperiletken teller üretilmiştir. Ekstrüzyon işleminde kullanılan biletler tüp içinde toz (powder in tube, PIT) tekniği ile hazırlanmıştır. Elektrolitik Cu içerisine açılan deliğe farklı kompaklama oranlarında MgB2 toz doldurularak hazırlanan yarı mamul Cu/MgB2 kompozit biletler, direkt ekstrüzyon tekniği ile çubuk formuna dönüştürülmüştür. Üretilen çubuklara kalibreli haddeleme işlemi uygulanarak minimum 0.5 mm çapındaki tek özlü süperiletken teller üretilmiştir. Çok özlü tel üretiminde kullanılan biletler, elektrolitik bakır boru içerisine tek özlü Cu/MgB2 çubukların yerleştirilmesi ile elde edilmiştir. Hazırlanan biletler kalibreli haddeleme tekniği ile çok özlü Cu/MgB2 süperiletken tellere dönüştürülmüştür. Bariyer malzemeli biletler, bakır ile MgB2 toz arasına bariyer malzemesi yerleştirilerek hazırlanmış ve haddeleme tekniği ile tel formuna dönüştürülmüştür. Tek özlü Cu/MgB2 kompozit biletlerin ekstrüzyon işlemi sırasındaki metal akış davranışı incelenmiştir. Bilet tasarımı, ekstrüzyon oranı, toz kompaklama miktarı ve ısıl işlem gibi üretim parametrelerinin metal akış davranışına etkileri araştırılmıştır. Eksenel ve radyal yönde homojen kesit yapısına sahip Cu/MgB2 çubukların üretimi için gerekli olan parametreler belirlenmiştir. Kalibreli haddeleme sürecinin tel kesitine etkisi incelenmiştir. Çok özlü ve bariyer malzemeli tel üretilebilmesi için gerekli olan temel parametreler ve üretim süreci belirlenmiştir. Üretilen tellerin mekanik, metalürjik ve süperiletkenlik özellikleri incelenmiştir. Manyetik özelliklerinden dolayı daha çok bobin formunda kullanılan süperiletken tellerin sarım kabiliyeti araştırılmıştır. Tek özlü tel üretimi için hazırlanan biletlerin radyal kesitinde, bilet ile bilet öz alanı arasındaki oranın (α) 2.78' den daha büyük olmaması gerektiği tespit edilmiştir. Ekstrüzyon işlemi sırasında 6.25' ten daha büyük bir ekstrüzyon oranı kullanılması durumunda bilet içerisine doldurulan tozların şekil değiştirme kabiliyetinin düştüğü ve Cu/MgB2 çubukların üretilemediği görülmüştür. Bariyer malzemeli tellerin sarım kabiliyetinin olmadığı, 450°C 15 dakika tavlanan tek özlü tellerin ise 5 mm çapındaki bobin haline getirilebildiği tespit edilmiştir. Sonuç olarak eksenel ve radyal yönde düzgün ve sürekli öz yapısına sahip ve süperiletkenlik özellikleri açısından literatür ile benzer nitelikte tek özlü, çok özlü ve bariyer malzemeli süperiletken teller üretilmiştir.