Dopaje de MgB2 con C y nano SiC en síntesis de un paso: microestructura y propiedades superconducotras

E. OLIBER; M.T. MALACHEVSKY; H. TROIANI; A. SERQUIS; M. MELONE; S. LEIVA

Bariloche

Congreso; 107° Reunión de la Asociación Física Argentina; 2022

AFA

Desde su descubrimiento, el MgB2 se presenta como un candidato para reemplazar a lossuperconductores convencionales en varias aplicaciones como SMES y Resonadores Magnéticos.Esta posibilidad se basa en su temperatura crítica (Tc), su bajo costo y la posibilidadde formar cables por el método Powder In Tube (PIT). Varias investigaciones se han llevadoa cabo para optimizar el material y la conformación del cable [1]. Se determinó que laspropiedades superconductoras pueden mejorarse induciendo cambios en la microestructuracon diferentes métodos de síntesis [2], y/o en la estructura cristalina, mediante dopaje [3].En este trabajo, se sintetizaron y caracterizaron diferentes muestras con el fin de mejorar elmaterial y las propiedades superconductoras de los cables sin aumentar el costo.Las muestras de Mg(B1−xCx)2 se prepararon a partir de polvos de Mg y nano B dopados conC, con y sin la adición de nano-SiC. Los compuestos se mezclaron en un molino de bolas deágata dentro de una caja de guantes con atmósfera de N2. Luego, se compactaron en pastillasy se sintetizaron en un horno tubular con atmósfera circulante de Ar. Las muestras fuerontratadas térmicamente a dos temperaturas, 700 0C y 900 0C, durante diferentes periodos.Las muestras se caracterizaron por difracción de rayos X (XRD), microscopía electrónica detransmisión (TEM) y magnetometría SQUID. Los datos XRD se refinaron por el método deRietveld con FullProf [4]. Finalmente, se realizó un análisis térmico simultaneo (STA), quepermite realizar un análisis térmico diferencial (DTA) y un análisis termogravimétrico (TG);sobre distintas composiciones iniciales.Con estas técnicas se pudo determinar los parámetros de la red, los porcentajes de fase existentes, los tamaños de grano, las tensiones residuales, la Tc, la densidad de corriente críticay la correspondencia de los mismos con las composiciones iniciales, tiempo y temperaturade tratamiento. El análisis de estos datos en conjunto permite una mejor comprensión delos parámetros de síntesis y el efecto del dopaje en la formación de fase. Se logró, de estemodo, mejorar las propiedades superconductoras del material, llegando a obtener valores delorden de 105 A/cm2 de densidad de corriente crítica para algunas rutas de síntesis.