FİZİKSEL METALURJİ SORULARI (BÖLÜM 2) 1) Nb3Sn

FİZİKSEL METALURJİ SORULARI (BÖLÜM 2)
1) Nb3Sn süperiletken fazlardan yüksek miktarda akım geçirebilmek için Cu ile kılıf oluşturularak
sağlanmaktadır. Cu/Nb3Sn tellerin sarılmasıyla bobinler imal edilmektedir. Bu bobinlerden düşük
sıcaklık ve sıvı azot gibi kryojenik şartlarda Nb3Sn süperiletken fazdan akım geçirilmektedir. Burada
kullanılan bakırı gözünde bulundurarak;
a) sıvı azot sıcaklığında (-196oC) bakır (Cu) atomlarında 1 saniyede boş konumlara sıçrayan atomların
sayısını hesaplayınız. (Cu için sabit 1015, boşluk oluşum aktivasyon enerjisi 29 000 kal/mol, R ise 2
kal/mol.K’dir.)
b) Cu atomlarında hangi şartlarda çift boşluk oluşturabilirsiniz?
c) Kılıf malzemesi olarak stokiometrik olan ve olmayan CuSn alaşımı kullanılsaydı boşluk açısından
ne beklerdiniz?
d) Kristal malzemelerde boşluk oluşumu açısından
-Sıcaklık,
-Aktivasyon enerjisi,
-Difuzyon katsayısı,
-Arayer atomları ve
-Yapısal kusurlar (dislokasyonlar, tane sınırları ve serbest yüzeyler) etkilerini açıklayınız.
2) Cu’ın boşluk oluşturma aktivasyon enerjisi 20 000 cal/mol, yoğunluğu 8.96 Mg/m3, gaz sabiti 2
cal/mol.K, Avogadro sayısı 6.02x1023, Boltzman sabiti 3,396x10-24 ve atom ağırlığı 63.54 g.’dır.
a) 600°C’de ½ m3 saf bakırda ne kadar atom boşluğu vardır?
b) Sıcaklığın boşluk oluşuma etkisi nelerdir?
c) no sayıda atom içeren Cu kristalinde oluşturulan boşlukların hareketi nasıl gerçekleşir?
d) Boşlukların oluşturduğu titreşim iç enerjisi 7.1x10-28 cal ise boşluk oluşturmak için yapılan iş nedir?
e) Aynı sıcaklıkta 1.0x10-4 cal/mol serbest enerji elde edildiğine göre karışımlar entropisi nedir?
f) Cu’da atom boşluklarının varlığından dolayı ortaya çıkan entropi artışını bulunuz.

Download Report