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Title
Aufbau eines Anisotropie-Messplatzes für Zugversuche an YBCO-Bandleitern / von Ventsislav Mishev
AuthorMishev, Ventsislav
CensorWeber, Harald
Published2011
Description61 Bl. : Ill., zahlr. graph. Darst.
Institutional NoteWien, Techn. Univ., Dipl.-Arb., 2011
LanguageGerman
Document typeThesis (Diplom)
Keywords (DE)YBCO / Bandleiter / Stromanisotropie / Zugversuch / E-Modul / Hochtemperatursupraleiter
URNurn:nbn:at:at-ubtuw:1-44039 Persistent Identifier (URN)
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Aufbau eines Anisotropie-Messplatzes für Zugversuche an YBCO-Bandleitern [8.45 mb]
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Abstract (German)

Im Rahmen dieser Diplomarbeit wurde die Vereinigung zweier bestehender Messplätze, des Stromanisotropie-Messplatzes mit Elektromagnet und des Zugversuch-Messplatzes, erfolgreich durchgeführt.

Die Drehung des Elektromagneten und das Setzen des Magnetfeldes wurde in das Python Framework des Zugversuches eingebunden und mit den dafür verantwortlichen Programmen angesteuert. Für die graphische Darstellung wurde Gnuplot in das Messsystem eingebunden. Es wurden Effekte wie die Temperatur des flüssigen Stickstoffs in Abhängigkeit vom Schweredruck sowie die Kraftänderung infolge der unterschiedlichen Ausdehnung der Zugstange gemessen und quantifiziert. Zur Darstellung der Funktionalität des Geräts wurden Messungen des Irreversibilitätszuges an zwei SuperPower-Proben durchgeführt. Es wurden zusätzlich die Auswirkungen eines externen magnetischen Feldes und axialen Zuges auf den kritischen Strom der Probe mittels Anisotropiemessungen untersucht. Eine Erhöhung des kritischen Stroms wurde bis zum Erreichen eines bestimmten Zugs [sigma][tief Ic][hoch max] =200 MPa gemessen. Der Irreversibilitätszug [sigma][tief irr] = 800 MPa wurde bestimmt. Eine Fitkurve wurde erfolgreich durch die I[tief c] ([sigma])-Werte gelegt. Ein Vergleich mit der Publikation von van der Laan et al zeigte eine Übereinstimmung der Fitparameter. Außerdem wurde der E-Modul E=172 GPa aus der Spannungs-Dehnungs-Kurve bestimmt. Dieser Wert stimmte gut mit dem Wert aus der Literatur überein. Mit Hilfe der Messungen der Anisotropie des kritischen Stroms im externen Magnetfeld wurden Argumente für die Existenz von Y[tief 2]O[tief 3] -Ausscheidungen (korreliert zu den ab-Ebenen im Supraleiter) gefunden. Zusätzlich wurde die Neigung der ab-Ebenen [Delta][phi] 3.86 [Grad] im Supraleiter berechnet. Die durchgeführten Stromanisotropiemessungen unter Zugspannung weisen darauf hin, dass der axiale Zug unterschiedliche Wirkung auf die Verankerungsmechanismen für [my][tief 0]H[tief a] parallel zu ab und [my][tief 0]H[tief a] parallel zu c hat. Mit den angeführten Messergebnissen wurde die Funktionalität der Apparatur bestätigt.

Abstract (English)

During the course of this diploma thesis two separate measuring stations, the electro magnet current anisotropy measuring station and the tensile stress measuring station, were merged. The goal was to obtain information about the critical current I[tief c] of YBCO Coated Conductors as a function of the applied tensile stress at self field and inside a homogeneous external magnetic field. The rotation and magnetic field of the electro magnet were successfully calibrated and the controls were included in the Python framework of the tensile stress measuring station. A tool was developed for creating real time graphs during the measurements. Different physical effects such as the change of temperature due to the pressure change caused by the decreasing level of liquid nitrogen inside the Dewar flask and the changes of the applied force due to the different thermal expansion of the stress bar were measured. Two SuperPower samples were examined in order to prove the functionality of the measuring station. A slight continuous increase of the critical current was measured for both samples up to a certain stress [sigma][tief Ic][hoch max]Icmax =200 MPa. The irreversibility limit under tensile stress [sigma][tief irr] = 800 MPa was measured. A fit curve was successfully created and the values of its parameters were similar to those found in other publications. Furthermore, Young's modulus E = 172 GPa was measured and showed good agreement with values from literature. Using current anisotropy measurements made it possible to predict the existence of Y[tief 2]O[tief 3] precipitates, correlated to the ab-planes. Moreover, the apparent tilt of the ab-planes [Delta][phi] = 3.86 [Grad] was determined. The current anisotropy measurements in an external magnetic field gave indications that the tensile stress has a different effect on the pinning mechanisms for [my][tief 0]H[tief a] parallel ab and [my][tief 0]H[tief a] parallel c.

The functionality of the new measuring station was confirmed by the successful completion of the experiments.