$\require{mediawiki-texvc}$

연합인증

연합인증 가입 기관의 연구자들은 소속기관의 인증정보(ID와 암호)를 이용해 다른 대학, 연구기관, 서비스 공급자의 다양한 온라인 자원과 연구 데이터를 이용할 수 있습니다.

이는 여행자가 자국에서 발행 받은 여권으로 세계 각국을 자유롭게 여행할 수 있는 것과 같습니다.

연합인증으로 이용이 가능한 서비스는 NTIS, DataON, Edison, Kafe, Webinar 등이 있습니다.

한번의 인증절차만으로 연합인증 가입 서비스에 추가 로그인 없이 이용이 가능합니다.

다만, 연합인증을 위해서는 최초 1회만 인증 절차가 필요합니다. (회원이 아닐 경우 회원 가입이 필요합니다.)

연합인증 절차는 다음과 같습니다.

최초이용시에는
ScienceON에 로그인 → 연합인증 서비스 접속 → 로그인 (본인 확인 또는 회원가입) → 서비스 이용

그 이후에는
ScienceON 로그인 → 연합인증 서비스 접속 → 서비스 이용

연합인증을 활용하시면 KISTI가 제공하는 다양한 서비스를 편리하게 이용하실 수 있습니다.

YBCO 초전도체 Bulk 소재에 대한 자기적 특성
Magnetic Properties of YBCO Superconductor Bulk Materials 원문보기

전기전자재료학회논문지 = Journal of the Korean institute of electronic material engineers, v.33 no.2, 2020년, pp.147 - 150  

이상헌 (선문대학교 전자공학과)

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

Relatively pure YBCO was first synthesized by heating a mixture of metal carbonates at temperatures between 1,000 and 1,300 K, resulting in the reaction: 4BaCO3+Y2(CO3)3+6CuCO3+(1/2-x)O2 → 2YBa2Cu3O7-x+1/3CO2. Modern syntheses of YBCO use the corresponding oxides and nitrates. The superconduc...

주제어

#Superconductor   #YBCO   #Levitation   #Field mapping  

표/그림 (5)

AI 본문요약
AI-Helper 아이콘 AI-Helper

* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

제안 방법

  • 그림 3의 왼쪽 사진은 자기 부상력 측정(ZFC)-zero field cooling이며, 약 77 K의 액체질소 하에서, Nd-Fe-B 조성의 3.80 kG의 영구자석으로 시편과 1 mm의 간격을 두고 측정하였으며, 오른쪽 사진의 경우에는 포획 자력 측정(FM)-field mapping이며, 약 77 K의 동일한 액체질소 하에서, 3.80 kG의 영구자석을 이용하여, 시편의 크기인 40×40 mm 범위를 지정하여 측정하였다.
  • 시편 위에 종자를 올려놓고 결정을 성장시키면 종자 아래에서 큰 결정이 성장하기 때문에 결정 성장 속도를 이해하는 데 도움이 되지만 균일한 결정입계밀도를 갖는 시편을 제조하기는 어렵다. 따라서 결정입계를 조절하기 위한 실험에서는 시편을 종자 없이 용융 열처리하여 시편 내부에 균등한 결정입계를 갖게 하였다.성장한 시편의 물성을 측정하기 위하여 magnetic levitation force를 측정한다.
  • 본 공정에서는 초전도 시편 중심부 공간에 종자를 위치시켰을 때, 상부와 하부에 종자가 완벽하게 접촉하도록 제작하여야만 같은 속도를 가지고 단결정이 성장되기 때문에, 이를 조작하는 것이 매우 중요하게 요구된다. 본 연구팀의 지속적인 실험을 통하여 YBaCuO 계열의 희토류 초전도 벌크자석을 열처리하기 위한 최적 공정을 도출하였으며, 초전도 특성의 향상을 위하여 종자 결정성장법으로 제조한 YBaCuO 단결정 벌크를 900~1,000℃에서 열처리하여 초전도 벌크 내부로의 확산을 유도하였다. 용융 열처리가 끝난 후 초전도 단결정 내부로의 표면 확산 열처리를 시도하여 초전도 자기력 측정 결과를 분석하였고, 그 결과를 인위적(화학) 플럭스 피닝공정의 기초자료로 활용하였다.
  • 따라서 결정입계를 조절하기 위한 실험에서는 시편을 종자 없이 용융 열처리하여 시편 내부에 균등한 결정입계를 갖게 하였다.성장한 시편의 물성을 측정하기 위하여 magnetic levitation force를 측정한다. 이때, 온도가 약 77 K인 액체질소 하에서 측정 실험을 진행한다.
  • 본 연구팀의 지속적인 실험을 통하여 YBaCuO 계열의 희토류 초전도 벌크자석을 열처리하기 위한 최적 공정을 도출하였으며, 초전도 특성의 향상을 위하여 종자 결정성장법으로 제조한 YBaCuO 단결정 벌크를 900~1,000℃에서 열처리하여 초전도 벌크 내부로의 확산을 유도하였다. 용융 열처리가 끝난 후 초전도 단결정 내부로의 표면 확산 열처리를 시도하여 초전도 자기력 측정 결과를 분석하였고, 그 결과를 인위적(화학) 플럭스 피닝공정의 기초자료로 활용하였다.
  • 이때 Yb2O3는 YBCO 밑에 있는 MgO 판에서 단결정이 자라는 것을 방지해주고, Yb2O3로 인하여 YBCO 성형체가 MgO 판에 녹아 붙어버리지 않게 도와준다. 이 상태로 용융열처리를 하여 단결정으로 만드는데, 1,020 (Tp)에서 980℃까지의 냉각 속도(3℃/h) 를 다르게 하여 단결정의 핵생성과 성장 속도를 컨트롤 하였다. 본 공정에서는 초전도 시편 중심부 공간에 종자를 위치시켰을 때, 상부와 하부에 종자가 완벽하게 접촉하도록 제작하여야만 같은 속도를 가지고 단결정이 성장되기 때문에, 이를 조작하는 것이 매우 중요하게 요구된다.

대상 데이터

  • YBCO 벌크 초전도체는 종자결정성장프로세스에 의하여 제작하였다. 본 결정 성장은 분말 성형체 상부에 성장시키고자 하는 초전도 결정과 결정구조가 같고 융점이 높은 종자를 올려놓은 다음 시편을 포정온도(Tp) 이상으로 가열한다.

이론/모형

  • Top seed melting growth (TSMG) 공법은 한 개의 YBCO 성형체에 상부 seed를 올려 성장시키는 방법으로 한 개의 bulk를 성장시키는 방법이다. YBCO 벌크 초전도체는 종자결정성장법으로 제조하였다. 종자 결정성장법은 분말 성형체 상부에 성장시키고자 하는 초전도 결정과 결정구조가 같고 융점이 높은 종자를 올려놓은 다음 시편을 포정온도(Tp) 이상으로 가열한다.
본문요약 정보가 도움이 되었나요?

질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
플럭스 피닝에 의한 부상력은 어떤 성분을 갖는가? 또한 초전도체의 부상력은 포획된 자장의 크기와 외부자장, 즉 영구자석의 자력에 비례한다. 마이스너 효과에 의한 부상력은 물체를 밀쳐내는 단순한 반발력인 반면, 플럭스 피닝에 의한 부상력은 반발력과 인력의 두 성분을 갖는다. 초전도체는 플럭스 피닝에 의해 외부자력을 속박할 수 있다.
초전도체는 어떤 요인들이 서로 상호작용하여 초전도 상태를 나타내는가? 초전도체는 초전도가 갖는 우수한 특성에도 불구하고, 전류밀도, 자기장, 온도의 종속변수들이 서로 상호작용하여 초전도 상태를 나타낸다. 초전도체는 우수한 자기적 특성 이외에도 전기에너지원의 확보라는 차원에서 친환경 에너지 소재로서 부각되는 미래 에너지원으로 주목받는 물질이다.
초전도 온도 이하로 냉각된 초전도체를 영구자석 위에 올려놓으면 초전도체가 부상하는 이유는? 초전도 온도 이하로 냉각된 초전도체를 영구자석 위에 올려놓으면 초전도체가 부상한다. 이는 초전도체가 외부자장을 배척하는 마이스너 효과 때문이다. 외부자장이 고온 초전도체의 1차 자력한계보다 작을 때에는 마이스너 효과에 의해 초전도체가 부상한다 [4,5].
질의응답 정보가 도움이 되었나요?

참고문헌 (5)

  1. J. H. Durrell, M. D. Ainslie, D. Zhou, P. Vanderbemden, T. Bradshaw, S. Speller, M. Filipenko, and D. A. Cardwell, Supercond. Sci. Technol., 31, 103501 (2018). [DOI: https://doi.org/10.1088/1361-6668/aad7ce] 

    상세보기 crossref

  2. J. R. Hull, Rep. Prog. Phys., 66, 1865 (2003). [DOI: https://doi.org/10.1088/0034-4885/66/11/r01] 

    상세보기 crossref

  3. F. Tafuri and J. R. Kirtley, Rep. Prog. Phys., 68, 2573 (2005). [DOI: https://doi.org/10.1088/0034-4885/68/11/r03] 

    상세보기 crossref

  4. S. Jin, Processing and Properties of High-Tc Superconductors, Chapter 11 (World Scientific Publishing Co., 1993). 

  5. J. R. Hull, T. M. Mulcahp, K. L. Uherka, R. A. Erck, and R. G. Abboud, Appl. Supercond., 2, 449 (1994). [DOI: https://doi.org/10.1016/0964-1807(94)90035-3] 

    상세보기 crossref

저자의 다른 논문 :

관련 콘텐츠

오픈액세스(OA) 유형

GOLD

오픈액세스 학술지에 출판된 논문

저작권 관리 안내
섹션별 컨텐츠 바로가기

AI-Helper ※ AI-Helper는 오픈소스 모델을 사용합니다.

AI-Helper 아이콘
AI-Helper
안녕하세요, AI-Helper입니다. 좌측 "선택된 텍스트"에서 텍스트를 선택하여 요약, 번역, 용어설명을 실행하세요.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.

선택된 텍스트

맨위로