Bi1,8-xGaxPb0,2Sr2CaCu2Oy Cam Seramiklerin Termal Özelliklerinin İncelenmesi

İZMİRLİ, Selçuk; cavdar, sukru; GOKDEMIR TURAN, Neslihan; KORALAY, HALUK; BULUT, Durak

doi:10.29109/gujsc.1057256

Bi1,8-xGaxPb0,2Sr2CaCu2Oy Cam Seramiklerin Termal Özelliklerinin İncelenmesi

Şükrü ÇAVDAR, (Gazi Üniversitesi, Fen Fakültesi, Fizik Bölümü, Ankara, Türkiye)

Durak BULUT, (Gazi Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, İleri Teknolojiler, Ankara, Türkiye)

Selçuk İZMİRLİ, (Gazi Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, İleri Teknolojiler, Ankara, Türkiye)

Neslihan TURAN, (Gazi Üniversitesi, Fen Fakültesi, Fizik Bölümü, Ankara, Türkiye)

Haluk KORALAY (Gazi Üniversitesi, Fen Fakültesi, Fizik Bölümü, Ankara, Türkiye)

Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi Part C: Tasarım ve Teknoloji

3 1

Yıl: 2022 Cilt: 10 Sayı: 1 Sayfa Aralığı: 86 - 102 Metin Dili: Türkçe DOI: 10.29109/gujsc.1057256 İndeks Tarihi: 29-07-2022

Bi1,8-xGaxPb0,2Sr2CaCu2Oy Cam Seramiklerin Termal Özelliklerinin İncelenmesi

Öz:

Bu çalışmada, x = 0; 0,025; 0,1; 0,2 oranlarında Bi-Ga kısmi yer değiştirmesinin, Bi1,8-xGaxPb0,2Sr2CaCu2Oy yapısının termal özellikleri üzerindeki etkisi incelenmiştir. Deneysel çekirdeklenme oranları, sıcaklığın ve kısmi yer değişitirmenin bir fonksiyonu olarak Arvami parametreleri kullanılarak çekirdeklenme teorisi açısından analiz edilmiştir. Bi1,8-xGaxPb0,2Sr2CaCu2Oy yapısında birinci kristallenme piki için aktivasyon enerji değerleri, izotermal olmayan Kissinger, Takhor ve Augis-Bennet yöntemleri kullanılarak hesaplandı. Bi-Ga kısmi yer değiştirmesinin,kütle değişim mekanizmasındaki etkisi oksijen gazı akışında incelendi.

Anahtar Kelime: Avrami parametresi cam seramik DTA/TG Termal özellikler

Investigation of Thermal Properties of Bi1,8-xGaxPb0,2Sr2CaCu2Oy Glass Ceramics

Öz:

In this study, the effect of Bi-Ga partial substitution at x = 0,0; 0,025; 0.1; 0,2 on the thermal properties of the Bi1,8-xGaxPb0,2Sr2CaCu2Oy structure. Experimental nucleation ratios were analyzed in terms of nucleation theory using Arvami parameters as a function of temperature and partial displacement. The activation energies of the first crystallization peak in the Bi1,8-xGaxPb0,2Sr2CaCu2Oy structure were calculated using non-isothermal Kissinger, Takhor and Augis-Bennet methods. By using the thermogravimetric analysis (TG) method, the effect of Bi-Ga partial substitution on the mass change mechanism was investigated in oxygen gas flow.

Anahtar Kelime:

Belge Türü: Makale Makale Türü: Araştırma Makalesi Erişim Türü: Erişime Açık

[1] McMillan, P.W. (1979). Glass-Ceramics (Second Edition). London: Academic Press, 1-266.
[2] Lewis, M. H. (1989). Glasses and Glass-Ceramics. Chapman and Hall, London, 42-58.
[3] Leidreiter, P. G., Durschang, B., Kolb, U., Sextl, G., Crystal structure determination of a new LaPO4 phase in a multicomponent glass ceramic via 3D electron diffraction, Ceramics International , 48, 3, 3790-3799, (2022).
[4] Deng, L., Fu, Z., Mingxing, Z., Li, H., Yao, B., He, J., Chen, H., Ma, Y., Crystallization, structure, and properties of TiO2-ZrO2 co-doped MgO-B2O3-Al2O3-SiO2 glass-ceramics, Journal of NonCrystalline Solids , 121217, (2022)
[5] Guo, X., Cai, X., Song, J., Yang, G., Yang, H., Crystallization and microstructure of CaO–MgO– Al2O3–SiO2glass–ceramics containing complex nucleation agents, Journal of Non-Crystalline Solids, 405, 63-67, (2014)
[6] Kumar, A., Mariappan, C.R., A new biocompatible phosphate free mesoporous calcium borosilicate glass-ceramics for medical application, Materials Letters 305, 130752, (2021)
[7] Koralay H., Hicyilmaz O. Cavdar S. Ozturk O. Tasci A.T. Experimental and theoretical approaches on thermal and structural properties of Zn doped BSCCO glass ceramics, Materials Science, 34, 1, 25 – 321, (2016).
[8] Özkurt, B. (2007). Nd ve Gd katkılı BSCCO cam seramik süperiletken sisteminin fiziksel ve iletim özellikleri. Doktora Tezi, Çukurova Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Fizik Anabilim Dalı, Adana.
[9] Komatsu, T., Sato, R., Imai, K. and Yamashita, T., High-Tc superconducting glass ceramics based on the Bi-Ca-Sr-Cu-O system. Japanese Journal Of Applied Physics, 27(4), 550, (1988).
[10] Weast, R.C., Astle M.J.. (1982), Handbook of Chemistry and Physics, CRC press, London
[11] Altin, S., Aksan, M.A., Yakinci, M.E., Fabrication of single crystalline Bi-2212 whiskers from Ga added; Bi2Sr2Ca2Cu3Ox composition and their thermal, structural, electrical and magnetic properties, Materials Chemistry and Physics ,133, 2–3,706-712, (2012).
[12] Dimesso, L., Matsubara, I., Ogura, T., Funahashi, R., Yamashita, H., Tampieri A., Effect of the Ga-doping on the growth and superconducting properties of the Bi2Sr2CaCu2Oy whiskers, Physica C, 235, 473-474, (1994).
[13] Balcı, Y., Ceylan, M., Aksan, M.A. and Yakinci, M. E., Oxidation behavior of Bi(Pb,Ga)SrCaCuO system. Journal of Superconductivity and Novel Magnetism, 24, 511, (2011).
[14] Li Zhang, Huan Xiao, Shun Li, Liming Xu, Bingge Zhao, Qijie Zhai, Yulai Gao, Revealing the crystallization kinetics and phase transitions in Mg65Zn30Ca5 metallic glass by nanocalorimetry Journal of Alloys and Compounds Volume 899, 5 April 2022, 163353
[15] Xie, X. and Gao, H.. Calorimetric studies on the crytallization of Li2S-B2O3 glasses. Journal of Non-Crystalline Solids, (240); 166-176, (1998)
[16] Ozawa, T., Kinetic analysis of derivative curves in thermal analysis. Journal Thermal Analysis, (2); 301, (1970).
[17] Koralay, H. (2007). Farklı Oranlarda Vanadyum Katkısı yapılmış Bi-Tabanlı Yüksek Sıcaklık Süperiletkenlerinin Üretimi, Yapısal ve Fiziksel Özelliklerinin İncelenmesi, Doktora Tezi. Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Ankara, 53, 54, 115
[18] Avrami, M., Kinetics of phase changes 1. general theory, Journal of Chemical Physics, 7(12); 1103-1112, (1939).
[19] Kissinger, H.E., Varition of peak temperature with heating rate in differential thermal analysis. Journal of Research of the National Bureau of Standards, 57 (4); 217-221, (1956).
[20] Kissinger, H., Reaction Kinetics in Differential Thermal Analysi. Anal.Chem., 29, 1703, (1957).
[21] Takhor, R.L., Advances in nucleation and crystallization of glasses. Ohio: The American Ceramics Society, 166-172, (1972).
[22] Augis, J.A. and Bennett, J.D., Calculation of the Avrami Parameters for heterogeneous solid state reactions using a modification of the Kissinger Method. Journal of Thermal Analysis, 13(2), 283-292, (1978).
[23] Arslan, A., Koralay, H., Çavdar, Ş. and Günen, A., Crystallization kinetic studies on Bi1.75Pb0.25Sr2Ca2Cu3-xSnxOy glass-ceramic by using non-isothermal technique. Journal of Non-Crystalline Solids, 358, 1190–1195, (2012).
[24] Altin, S., Effects of SnO on growth and physical properties of BSCCO whiskers . Energy Materials: Materials Science and Engineering for Energy Systems, (5) 1125-1131, (2012).
[25] Mahedevan, S. G., Calorimetric Measurements on As-Sb-Se Glasses. J. of Non-Crystalline Solids , (88) 11-34, (1986).
[26] Cavdar, Ş. , Deniz, E., Koralay, H. , Ozturk, O., Erdem, M., Gunen, A., The Effect of PbSe Addition on the Mechanical Properties of Bi-2212 Superconductors, Journal of Superconductivity and Novel Magnetism, 25, 2297–2307, (2012).
[27] Koralay H. , Kılıç G., Tuğluoğlu N., Çavdar Ş., (2017), Farklı Oranlarda PbO ve Se Katkısının Bi2Sr2Ca1Cu2Ox (BSCCO) Cam Seramik Sistemindeki Isıl Özelliklerine Etkisi, Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi Part C: Tasarım ve Teknoloji, cilt.5, sa.1, ss.91-98.
[28] Ozturk O., Gokcen T., Cavdar Ş. , Koralay H. , Tasci A. T., A study on nucleation, crystallization kinetics, microstructure and mechanical properties of Ru-Bi partial substituted BSCCO glass ceramics, Journal of Thermal Analysis and Calorimetry, 123, 1073–1082. (2016).
[29] Qun Gao, Y. W., On The Crystallization Kinetics of Pd80B4Si16 Glass. J. of Non-Cryst. Solids (81) 135, (1986).
[30] Vasquez, J.W.-G., Glass Transition and Crystallization Kinetics in Sb0.18As0.34Se0.48 Glassy Alloy by Using Non-Isothermal Techniques . J. Non-Cryst. Solids, 235-237, 548-553, (1998).

APA	cavdar s, BULUT D, İZMİRLİ S, GOKDEMIR TURAN N, KORALAY H (2022). Bi1,8-xGaxPb0,2Sr2CaCu2Oy Cam Seramiklerin Termal Özelliklerinin İncelenmesi. , 86 - 102. 10.29109/gujsc.1057256
Chicago	cavdar sukru,BULUT Durak,İZMİRLİ Selçuk,GOKDEMIR TURAN Neslihan,KORALAY HALUK Bi1,8-xGaxPb0,2Sr2CaCu2Oy Cam Seramiklerin Termal Özelliklerinin İncelenmesi. (2022): 86 - 102. 10.29109/gujsc.1057256
MLA	cavdar sukru,BULUT Durak,İZMİRLİ Selçuk,GOKDEMIR TURAN Neslihan,KORALAY HALUK Bi1,8-xGaxPb0,2Sr2CaCu2Oy Cam Seramiklerin Termal Özelliklerinin İncelenmesi. , 2022, ss.86 - 102. 10.29109/gujsc.1057256
AMA	cavdar s,BULUT D,İZMİRLİ S,GOKDEMIR TURAN N,KORALAY H Bi1,8-xGaxPb0,2Sr2CaCu2Oy Cam Seramiklerin Termal Özelliklerinin İncelenmesi. . 2022; 86 - 102. 10.29109/gujsc.1057256
Vancouver	cavdar s,BULUT D,İZMİRLİ S,GOKDEMIR TURAN N,KORALAY H Bi1,8-xGaxPb0,2Sr2CaCu2Oy Cam Seramiklerin Termal Özelliklerinin İncelenmesi. . 2022; 86 - 102. 10.29109/gujsc.1057256
IEEE	cavdar s,BULUT D,İZMİRLİ S,GOKDEMIR TURAN N,KORALAY H "Bi1,8-xGaxPb0,2Sr2CaCu2Oy Cam Seramiklerin Termal Özelliklerinin İncelenmesi." , ss.86 - 102, 2022. 10.29109/gujsc.1057256
ISNAD	cavdar, sukru vd. "Bi1,8-xGaxPb0,2Sr2CaCu2Oy Cam Seramiklerin Termal Özelliklerinin İncelenmesi". (2022), 86-102. https://doi.org/10.29109/gujsc.1057256

APA	cavdar s, BULUT D, İZMİRLİ S, GOKDEMIR TURAN N, KORALAY H (2022). Bi1,8-xGaxPb0,2Sr2CaCu2Oy Cam Seramiklerin Termal Özelliklerinin İncelenmesi. Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi Part C: Tasarım ve Teknoloji, 10(1), 86 - 102. 10.29109/gujsc.1057256
Chicago	cavdar sukru,BULUT Durak,İZMİRLİ Selçuk,GOKDEMIR TURAN Neslihan,KORALAY HALUK Bi1,8-xGaxPb0,2Sr2CaCu2Oy Cam Seramiklerin Termal Özelliklerinin İncelenmesi. Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi Part C: Tasarım ve Teknoloji 10, no.1 (2022): 86 - 102. 10.29109/gujsc.1057256
MLA	cavdar sukru,BULUT Durak,İZMİRLİ Selçuk,GOKDEMIR TURAN Neslihan,KORALAY HALUK Bi1,8-xGaxPb0,2Sr2CaCu2Oy Cam Seramiklerin Termal Özelliklerinin İncelenmesi. Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi Part C: Tasarım ve Teknoloji, vol.10, no.1, 2022, ss.86 - 102. 10.29109/gujsc.1057256
AMA	cavdar s,BULUT D,İZMİRLİ S,GOKDEMIR TURAN N,KORALAY H Bi1,8-xGaxPb0,2Sr2CaCu2Oy Cam Seramiklerin Termal Özelliklerinin İncelenmesi. Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi Part C: Tasarım ve Teknoloji. 2022; 10(1): 86 - 102. 10.29109/gujsc.1057256
Vancouver	cavdar s,BULUT D,İZMİRLİ S,GOKDEMIR TURAN N,KORALAY H Bi1,8-xGaxPb0,2Sr2CaCu2Oy Cam Seramiklerin Termal Özelliklerinin İncelenmesi. Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi Part C: Tasarım ve Teknoloji. 2022; 10(1): 86 - 102. 10.29109/gujsc.1057256
IEEE	cavdar s,BULUT D,İZMİRLİ S,GOKDEMIR TURAN N,KORALAY H "Bi1,8-xGaxPb0,2Sr2CaCu2Oy Cam Seramiklerin Termal Özelliklerinin İncelenmesi." Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi Part C: Tasarım ve Teknoloji, 10, ss.86 - 102, 2022. 10.29109/gujsc.1057256
ISNAD	cavdar, sukru vd. "Bi1,8-xGaxPb0,2Sr2CaCu2Oy Cam Seramiklerin Termal Özelliklerinin İncelenmesi". Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi Part C: Tasarım ve Teknoloji 10/1 (2022), 86-102. https://doi.org/10.29109/gujsc.1057256