Superconducting joining of melt textured YBCO bulks
- Autores: Bernat Bozzo Closas
- Directores de la Tesis: Xavier Obradors Berenguer (dir. tes.), M. D. Baró (dir. tes.), Xavier Granados García (dir. tes.)
- Lectura: En la Universitat Autònoma de Barcelona ( España ) en 2016
- Idioma: inglés
- Tribunal Calificador de la Tesis: Alvaro Sanchez Moreno (presid.), Josep López López (secret.), Guilherme Sotelo Gonçalves (voc.)
- Materias:
- Enlaces
- Resumen
La obtenció de ceràmiques superconductores de YBa2Cu3O7 porta implícita una limitació en les dimensions i forma de les peces. Per tal de superar aquesta limitació, s’ha proposat un mètode de soldadura basat en l’ús d’una làmina de plata com a decapant. Aquest treball de Tesi està enfocat en: • El perfeccionament de la tècnica de soldadura de YBCO per tal de resoldre una sèrie de problemàtiques presents en el moment de començar aquest treball. • Caracterització de la microestructura de les mostres soldades. • El desenvolupament d’eines d’anàlisi quantitatiu per avaluar la qualitat de la soldadura des del punt de vista de les propietats magnètiques i elèctriques. • La expansió del mètode de soldadura per incloure soldadures on existeix una desorientació cristal·logràfica entre les dues peces unides i estudi de la influència d’aquesta desorientació en les propietats magnètiques i elèctriques. El primer pas seguit fou la construcció d’un forn equipat amb un sistema d’observació òptica in-situ. Aquest sistema va permetre obtenir gravacions de l’evolució de la mostra durant el tractament tèrmic. Aquests vídeos van permetre detectar la presència de dos tipus de líquids que eren arrossegats fora de la zona de soldadura. L’estudi de la microestructura de la soldadura van indicar que aquesta pèrdua de líquid afavoria l’aparició de defectes microestructurals. Una modificació del porta-mostres emprat solucionà el problema. Es van realitzar estudis de la microestructura més detallats per tal de poder entendre millor els mecanismes que en fan possible la seva formació amb la idea de postular-ne un possible model. Un estudi adequat de les propietats magnètiques també fou necessari, ja que l’objectiu final del mètode de soldadura és el d’unir diverses peces de YBCO, tot mantenint les propietats superconductores a la zona soldada. Per aquest motiu, es van realitzar mesures d’imatge magnètica, basades en una Sonda d’Efecte Hall. A partir dels mapes de magnetització local de les mostres, es va obtenir la distribució de densitats de corrent crítica, emprant un programari especialitzat. Per tal d’entendre millor aquests mapes de densitat de corrent i, també, per extreure’n informació útil, es va desenvolupar un programari de simulació i els coneixements adquirits, es van poder obtenir les densitats de corrent intergranular i intragranular (JcGB i JcG). Es va estudiar la dependència del quocient entre JcGB i JcG amb l’angle de desorientació cristal·lina. En principi s’esperava una dependència semblant a la que es troba en el cas de les cintes superconductores. No obstant, la dependència que es va trobar era més fluixa que la del cas model considerat. Aquesta dependència es va comprar, llavors, amb la d’altres estudis similars, fets amb fronteres de gra artificials en mostres superconductores volumètriques, revelant un comportament semblant entre elles, indicant que el valor del quocient JcGB/JcG era potencialment intrínsec al grau de desorientació. Aquesta hipòtesi es va confirmar quan es van comparar mostres de YBCO amb qualitats diferents, però amb el mateix angle de desorientació. Es van realitzar mesures dels mapes de magnetització en funció del camp magnètic per tal de determinar els règims d’ancoratge de vòrtexs presents en les mostres i es van comparar amb el cas de les cintes superconductores. Tot i que els règims d’ancoratge en la zona de soldadura són similars als de les fronteres de gra per una cinta superconductora, els règims en zones fora de la soldadura difereixen entre els dos casos. Finalment, es van realitzar mesures de nanoindentació per tal de correlacionar les propietats mecàniques amb les elèctriques. Concretament, es va avaluar la duresa del material en la zona de soldadura i fora d’aquesta zona. El quocient entre les dues dureses mostraven una gran correlació amb el valor del quocient JcGB/JcG.
