Estudo das propriedades supercondutoras e da microestrutura do supercondutor Mg'B IND. 2' puro e dopado com compostos de carbono

Abstract

Após a descoberta dos novos supercondutores óxidos no ano de 1986, houve uma intensa busca por outros materiais que apresentassem o fenômeno da supercondutividade. Dentre as novas descobertas encontra-se o diboreto de magnésio, material intermetálico cuja supercondutividade era desconhecida até 2001. Atualmente, este é considerado ter um grande potencial de aplicação real devido a sua simplicidade de confecção e ao baixo custo de resfriamento em cryocoolers, visto que o fenômeno ocorre próximo de 39K. Ao longo de quase uma década muitas pesquisas foram realizadas com os objetivos de melhor conhecer o mecanismo de supercondutividade presente no material, assim como de aperfeiçoar a sua capacidade de suportar correntes em campos magnéticos altos e desta forma ampliar suas possibilidades de aplicação industrial. Hoje, encontra-se claro que o mecanismo que rege a supercondutividade no Mg'B IND. 2' é o mesmo descrito em 1958 por Bardeen, Cooper e Schriefer, na teoria BCS. Mas, por outro lado, as questões práticas permanecem incompletas, pois a queda da capacidade de conduzir supercorrente sob campos magnéticos altos (acima de 6T) ainda não foi superada satisfatoriamente. Com este objetivo, estuda-se a introdução de diversos compostos na matriz do diboreto de magnésio tais como elementos metálicos ou compostos de carbono. Mais recentemente, os estudos se voltaram para a utilização das técnicas de processamento cerâmico a fim de aperfeiçoar a microestrutura e melhor densificar o material. Neste trabalho o estudo da adição de um novo dopante, o hidrocarboneto 'C IND. 8''H IND. 18', é realizado comparativamente à outros dopantes extensivamente citados na literatura como o carbeto de silício e o óleo de silicone. O processo de sinterização de pastilhas ex situ é também investigado para todas...

After the discovery of new superconducting oxides in the year 1986, there was an intense search for other materials that show the phenomenon of superconductivity. Among the new discoveries is magnesium diboride, an intermetallic material whose superconductivity was unknown until 2001. Currently, it is considered to have great potential for real application due to its easy fabrication and low cost cooling as cryocoolers, since the phenomenon occurs around 39K. For almost a decade surveys have been conducted with the objective of better understanding the mechanism of superconductivity in this material, as well as to improve its ability to withstand current in high magnetic fields and thus broaden their scope of industrial application. Today it is clear that the mechanism governing the superconductivity in Mg'B IND. 2' is the same as described in 1958 by Bardeen, Cooper and Schriefer, in the BCS theory. But on the other hand, practical issues remain incomplete, since the fall of the ability to conduct supercurrent in high magnetic fields (up to 6T) has not been satisfactorily overcome. To this end, it has been studied the introduction of several compounds in the matrix of magnesium diboride elements such as metal or carbon compounds. More recently, studies have turned to the use of ceramic processing techniques to improve the microstructure and better densification of the material. In this work the study of the addition of a new doping, 'C IND. 8''H IND. 18' hydrocarbon, is performed compared to other doping compounds that are extensively cited in the literature as silicon carbide and silicon oil. The process of sintering pellets ex situ is also investigated for all these additions in order to obtain denser material and therefore better performance in the transport properties. The used techniques include X ray diffraction, thermal analysis,... (Complete abstract click electronic access below)