Mechanical Spectroscopy of MgB2 Containing SiC

• Autorzy: Silva M. R. , Silva L. B. S. , Rodriques Jr. D. , Grandini C. R.

Identyfikatory

DOI

10.1515/amm-2015-0492

Warianty tytułu

PL

Spektroskopia mechaniczna MgB2 zawierającego SiC

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The compound magnesium diboride (MgB₂) has been well-known since the 1950s; however, its superconducting properties were unknown. Intrinsic characteristics of MgB₂ make this material a promising candidate for technological applications, although the low value of the irreversibility field and the decrease in critical current density with the increase in the magnetic field considerably reduce its utility. The present work aimed to study the effect of carbon-based doping on anelastic properties of MgB₂ as measured by mechanical spectroscopy. The samples were prepared by using the powder-intube method. The samples were made with 5, 7.5, and 10 wt.% of silicon carbide (SiC). The results reveal complex mechanical loss spectra caused by the interaction between point defects and surface defects in the crystalline lattice of MgB₂.

PL

Dwuborek związek magnezu (MgBV) jest znany od 1950 roku; jednak jego właściwości nadprzewodzące były nieznane. Swoiste cechy MgB₂ czynią ten materiał obiecującym kandydatem do zastosowań technicznych, jednak niskie wartości nieodwracalnego pola i zmniejszenie krytycznej gęstości prądu ze wzrostem pola magnetycznego znacznie zmniejszają jego użyteczność. Celem pracy było zbadanie wpływu domieszkowania związkiem węgla na anelastyczne właściwości MgB₂ mierzone metodą spektroskopii mechanicznej. Próbki zostały przygotowane za pomocą metody powder-in-tube (PIT). Wytworzono próbki o zawartości 5, 7.5 i 10 % wag. węglika krzemu (SiC). Wyniki pokazują złożone widma strat mechanicznych powodowanych przez wzajemne oddziaływanie pomiędzy defektami punktowymi i defektami powierzchniowymi w sieci krystalicznej MgB₂.

Słowa kluczowe

EN

mechanical spectroscopy; internal friction; anelasticity; MgB2; SiC

PL

spektroskopia mechaniczna; tarcie wewnętrzne; właściwości anelastyczne; MgB2; SiC

• Wydawca: Institute of Metallurgy and Materials Science of Polish Academy of Sciences ; Committee of Materials Engineering and Metallurgy of Polish Academy of Sciences
• Czasopismo: Archives of Metallurgy and Materials
• Rocznik: 2015
• Tom: Vol. 60, iss. 4
• Strony: 3083--3086
• Opis fizyczny: Bibliogr. 20 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Silva M. R.

• UNESP - Univ. Estadual Paulista, Laboratório de Anelasticidade e Biomateriais, 17.033-360, Bauru, SP, Brazil

autor

Silva L. B. S.

• USP, Laboratório de Materiais Especiais, 12.602-810, Lorena, SP, Brazil

autor

Rodriques Jr. D.

• USP, Laboratório de Materiais Especiais, 12.602-810, Lorena, SP, Brazil

autor

Grandini C. R.

• UNESP - Univ. Estadual Paulista, Laboratório de Anelasticidade e Biomateriais, 17.033-360, Bauru, SP, Brazil

Bibliografia

• [1] J. Nagamatsu, N. Nakagawa, T. Muranaka, Y. Zenitani, J. Akimitsu, Superconductivity at 39 K in magnesium diboride, Nature 410, 63-64 (2001).
• [2] A. S. Nowick, B. S. Berry, Anelastic Relaxation in Crystalline Solids, Academic Press, New York, 1972.
• [3] R. De Batist, Internal Friction of Structural Defects in Crystalline Solids, North-Holland, Amsterdam, 1972.
• [4] L. B. Magalas, Mechanical spectroscopy - Fundamentals, Sol. St. Phen. 89, 1-22 (2003).
• [5] S. Etienne, S. Elkoun, L. David, L. B. Magalas, Mechanical spectroscopy and other relaxation spectroscopies, Sol. St. Phen. 89, 31-66 (2003).
• [6] M. S. Blanter, I. S. Golovin, H. Neuhäuser, H.-R. Sinning, Internal Friction in Metallic Materials: A Handbook, Springer- Verlag, Heidelberg, 2007.
• [7] L.B. Magalas, Mechanical spectroscopy, internal friction and ultrasonic attenuation. Collection of works, Mater. Sci. Eng. A 521-522, 405-415 (2009).
• [8] X.S. Hu, Y.K. Zhang, M.Y. Zheng, K.Wu, A study of damping capacities in pure Mg and Mg-Ni alloys, Scripta Mater. 52, 1141-1145 (2005).
• [9] X.S. Hu, K. Wu, M.Y. Zheng, W.M. Gan, X.J. Wang, Low frequency damping capacities and mechanical properties of Mg-Si alloys, Mat. Sci. Eng. A 452-453, 374-379 (2007).
• [10] L. Liao, X. Zhang, H. Wang, X. Li, N. Ma, The characteristic of damping peak in Mg-9Al-Si alloys, J. Alloy Compd. 429, 163-166 (2007).
• [11] F. Cordero, R. Cantelli, G. Giunchi, S. Ceresara, Search for incipient lattice instabilities in MgB2 by anelastic spectroscopy, Phys. Rev. B 64, 132503 (2001).
• [12] M.R. Silva, C.R. Grandini, Influence of heat treatment on the anelastic properties of MgB2, Mat. Sci. Forum 660-661, 832-836 (2010).
• [13] K. Vinod, N. Varghese, U. Syamaprasad, Superconductivity of MgB2 in the BCS framework with emphasis on extrinsic effects on critical temperature, Superc. Sci. Tech. 20, R31-R43 (2007).
• [14] N. Srikanth, M. Gupta, Damping characterization of Mg-SiC composites using an integrated suspended beam method and new circle-fit approach, Mat. Res. Bull. 37, 1149-1162 (2002).
• [15] N. Srikanth, M. Gupta, Determination of energy dissipation in Mg/SiC formulations using a new method of suspended beam coupled with circle fit approach, Scripta Mater. 45, 1031-1037 (2001).
• [16] M. Weller, Anelastic relaxation of point defects in cubic crystals, Journal de Physique IV 6, 63-72 (1996).
• [17] L. B. Magalas, G. Fantozzi, Mechanical spectroscopy of the carbon Snoek relaxation in ultra-high purity iron, Journal de Physique IV 6, 151-154 (1996).
• [18] M. Weller, Characterization of high purity bcc metals by mechanical spectroscopy, Journal de Physique IV 5, 199-204 (1995).
• [19] M. Weller, The Snoek relaxation in bcc metals - From steel wire to meteorites, Mat. Sci. Eng. A 442, 21-30 (2006).
• [20] A. Puskar, Internal Friction of Materials, Cambridge International Science Publishing, Cambridge, 2001.

Uwagi

PL

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę.