O presente trabalho analisou as condições de texturização de amostras de Ag/Bi2212 (Bi2Sr2CaCu2O8+δ) na forma de pastilhas e de fitas, verificando-se a influência do tratamento térmico, atmosfera, adição de prata e adição de zircônia ou zirconato de cálcio. As adições de zircônia ou de zirconato de cálcio, com partículas de dimensões submicrométricas ou nanométricas (abaixo de 200nm), foram analisadas como possíveis geradores de centros de aprisionamento de fluxo magnético, assim como foi feita a análise de seus comportamentos nas propriedades intrínsecas da matriz supercondutora. A influência da atmosfera de tratamento térmico foi analisada de modo a alterar a concentração de oxigênio na fase supercondutora visando melhores resultados de temperatura crítica, sem depreciação das densidades de corrente crítica e dos campos de irreversibilidade, Birr. Foram analisadas as influências dos parâmetros de tratamento térmico, tais como temperatura máxima de reação, tempo nesta temperatura máxima, taxa de resfriamento do estado líquido ao estado sólido, e temperatura e tempo de recozimento após solidificação. Verificou-se a influência do resfriamento do forno sobre a texturização e a temperatura crítica. Quanto à dopagem com prata, foi verificada sua influência na texturização e interação com a zircônia. Foram realizadas caracterizações supercondutoras e microestruturais das amostras. / The present work analyzed the texturing conditions of Ag/Bi2212 samples (Bi2Sr2CaCu2O8+δ) in the form of bulks and of tapes, verifying the influence of heat treatment, atmosphere, silver addition and addition of zirconia or calcium zirconate. The additions of zirconia or calcium zirconate, with particles of submicron or nanometric (below 200nm) dimensions, were analyzed as possible generators of magnetic flux pinning centers, as well as it was analyzed their behaviors on the intrinsic properties of the superconducting matrix. The influence of the heat treatment atmosphere was analyzed in order to change the oxygen concentration in the superconducting phase aiming better results of critical temperature, without depreciation of the critical current densities and of the irreversibility fields, Birr. The influences of the heat treatment parameters were analyzed, such as the reaction maximum temperature, soaking time at this maximum temperature, cooling rate from the liquid to the solid states, and annealing temperature and time after solidification. It was verified the influence of the furnace cooling rate on the texturing and critical temperatures. Concerning to the silver addition, it was verified its influence on the texturing and its interaction with the zirconia. Superconducting and microstructural characterizations of the samples were performed.

No regime de altas densidades, os modelos de quarks com geração dinâmica de massa prevêem que a matéria estranha de quarks pode aparecer em duas fases, uma fase quiral simétrica e outra quebrada que não é absolutamente estável. A altas densidades, a abundância dos quarks u, d e s é a mesma na fase quiral simétrica e não há elétrons. Estas duas propriedades também estão presentes numa nova fase supercondutora que deve ocorrer na QCD a altas densidades, conhecida como fase fechada de cor e sabor (CFL). Isto sugere que a matéria estranha a altas densidades possa fazer uma transição para fase CFL, na qual a energia é diminuida pelo emparelhamento BCS dos quarks. Nesta tese fazemos um estudo numa versão completa do modelo cromodielétrico (CDM) onde implementamos o emparelhamento dos quarks e analisamos a fase supercondutora de cor e sabor. Para investigar o efeito do confinamento nesta fase, derivamos uma lagrangeana efetiva para o emparelhamento, expandindo-a em torno do valor do campo médio ? do campo confinante do CDM e em ordem mais baixa. A constante efetiva da interação de emparelhamento depende explicitamente de ?. As equações de gap auto-consistentes no canal escalar e vetorial são obtidas e resolvidas numericamente para diferentes valores dos parâmetros do CDM. Para o potencial quártico usado nos cálculos, na solução quiral, obtida para grandes valores do campo de confinamento e pequenos valores da massa do quark, os quarks não emparelham. Para a solução quiral quebrada, onde ? é pequeno e os quarks são massivos, encontramos emparelhamento. Mostramos que o canal vetor do gap é mais fraco que o escalar, e o gap de emparelhamento vetorial pode chegar até 120 MeV para altas densidades. .

Made available in DSpace on 2017-07-21T19:25:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 pauladeazambuja.pdf: 3846623 bytes, checksum: 775b83dd168b0a44745812c2ca7a454a (MD5) Previous issue date: 2008-03-28 / Fundação Araucária de Apoio ao Desenvolvimento Científico e Tecnológico do Paraná / In this work is presented an experimental study on the effects of the addition of Ag to the system YBa2Cu3O7-d. The silver can be added to the YBa2Cu3O7-d system through the mixture with metallic Ag, with oxide of silver (Ag2O) or with nitrate of silver (AgNO3), using different techniques and forms of processing. The addition of silver to the YBa2Cu3O7-d system is known by minimizing the properties undesirable of the system, without deleterious effects in superconducting properties. She is responsible for the significant increase in the conductivity thermal and electric of the system; it improves of the mechanical properties, as the resistance of fracture and elasticity of the material, from the reduction of the porosity; it reduces the weak links between the superconducting grains, improving the contact between the same. The samples used in this work had been processed for different experimental routes: in the first set of samples Ag2O was added to the YBa2Cu3O7-d system previously prepared; on the second set of samples the silver oxide was mixed to the precursors Y2O3, BaCO3 and CuO and then the YBa2Cu3O7-d system was processed; and in the third set of samples metallic silver was added to the YBa2Cu3O7-d system previously prepared. The characterization of the samples, pure and doped with silver, was realized through with aid of different techniques enclosing: analysis of the crystalline structure; analysis of the superficial topology; measures calorimetric; mechanical properties; properties of electronic transport and magnetic properties. The obtained results are coherent with results of other works on composites YBa2Cu3O7-d/Ag and demonstrate that the addition of the silver to the YBa2Cu3O7-d system, of a general form, improves the properties of this system. Key Words: Superconductivity; YBa2Cu3O7-d system; processing of composites YBa2Cu3O7-d/ Ag; characterization of materials. / Neste trabalho é apresentado um estudo experimental sobre os efeitos da adição de Ag ao sistema YBa2Cu3O7-d. A prata pode ser adicionada ao sistema YBa2Cu3O7-d através da mistura com Ag metálica, com óxido de prata (Ag2O) ou com nitrato de prata (AgNO3), utilizando diferentes técnicas e formas de processamento. A adição de prata ao sistema YBa2Cu3O7-d é conhecida por minimizar as propriedades indesejáveis do sistema, sem deteriorar as propriedades supercondutoras. Ela é responsável pelo aumento significativo nas condutividades térmica e elétrica do sistema; melhora das propriedades mecânicas, como a resistência à fratura e elasticidade do material, a partir da redução da porosidade; reduz as ligações fracas entre os grãos supercondutores, melhorando o contato entre os mesmos. As amostras utilizadas neste trabalho foram processadas por rotas experimentais diferentes: no primeiro lote de amostras foi adicionado Ag2O ao sistema YBa2Cu3O7-d previamente preparado; no segundo lote de amostras o óxido de prata foi misturado aos precursores Y2O3, BaCO3 e CuO e então o sistema YBa2Cu3O7-d foi processado; e no terceiro lote de amostras prata metálica foi adicionada ao sistema YBa2Cu3O7-d previamente preparado. A caracterização das amostras, pura e dopada com prata, foi realizada com auxílio de diferentes técnicas abrangendo: análise da estrutura cristalina; análise da topologia superficial; medidas de calorimetria; propriedades mecânicas; propriedades de transporte eletrônico e propriedades magnéticas. Os resultados obtidos são coerentes com resultados de outros trabalhos sobre compósitos YBa2Cu3O7-d/Ag e demonstram que a adição da prata ao sistema YBa2Cu3O7-d , de uma forma geral, melhora as propriedades deste sistema.

Made available in DSpace on 2017-07-21T19:26:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Simoneapa.pdf: 1470043 bytes, checksum: b380a790ad5236069470caa27e038eed (MD5) Previous issue date: 2007-03-02 / In this work, it was accomplished an experimental study about the substitution of the yttrium atom (Y) in the YBa2Cu3O7-x superconductor system for a rare earth oxide (RE2O3), gotten from the xenotime ore. Chemically, this substitution is possible due to the equality of the oxidation state between the Y3+ ions and the earth rare ions, which form the oxide. This way, this substitution should not modify the properties of the superconductor system significantly. The xenotime in its natural form is composed of a rare earth phosphate, zirconita and other heavy elements. The zirconita and the heavy elements can be separated by magnet or gravimetric process. The rare earth phosphate is chemically treated by the acid or the alkaline leaching process, resulting in a rare earth oxide (RE2O3). The xenotime ore used in this work was extracted from the Pitinga mine (AM, Brazil). Four polycrystalline samples were processed through the solid-state reaction, from the precursors: rare earth oxide (RE2O3), barium carbonate (BaCO3) and copper oxide (CuO), forming the REBa2Cu3O7-x superconducting oxide. The chracterization of the samples crystalline structures was studied by x-ray diffraction. The analysis of the samples superficial morphology was studied by optical microscopy and scanning electron microscopy (SEM). The properties of electronic transportation were analyzed by measurements of electric resistivity. Among the analyzed samples, one did not present null state of electric resistance. The measurements of electric resistivity for the other samples revealed superconductor behavior and showed that the critical temperature of the REBa2Cu3O7-x system is around 90 K, as in the YBa2Cu3O7-x system. Such values were confirmed by the measurement of magnetic susceptibility. The analyses of the Xray diffractograms of the samples revealed that the cell parameters of both systems are equal. These results indicate that the substitution of the Y for the rare earth oxide is possible, which may have important implications both from the point of view of basic research and the applied research. / Neste trabalho foi realizado um estudo experimental da substituição do átomo de ítrio (Y) no sistema supercondutor YBa2Cu3O7-x, por um óxido de terras-raras (RE2O3), obtido a partir do minério xenotima. Quimicamente essa substituição é possível devido à igualdade do estado de oxidação entre os íons Y3+ e os íons de terras-raras que formam o óxido. Dessa forma, essa substituição não deve alterar de forma significativa as propriedades supercondutoras do sistema. A xenotima em sua forma natural é constituída por um fosfato de terras-raras, zirconita e outros elementos pesados. A zirconita e os elementos pesados podem ser separados por processos magnéticos ou gravimétricos. O fosfato de terras-raras é tratado quimicamente pelo processo de lixiviação ácida ou alcalina, resultando em um óxido de terras-raras (RE2O3). O minério xenotima utilizado neste trabalho foi extraído da mina do Pitinga (AM, Brasil). Foram processadas quatro amostras policristalinas através da reação de estado sólido, a partir dos precursores: óxido de terras raras (RE2O3), carbonato de bário (BaCO3) e óxido de cobre (CuO), formando o óxido supercondutor REBa2Cu3O7-x. A caracterização das estruturas cristalinas das amostras foi estudada por difração de raios X. A análise da morfologia superficial das amostras foram estudadas por microscopia óptica e microscopia eletrônica de varredura (MEV). As propriedades de transporte eletrônico foram analisadas através de medidas de resistividade elétrica. Das amostras processadas, uma não apresentou estado de resistência elétrica nula. As medidas de resistividade elétrica para as demais amostras revelaram comportamento supercondutor e mostraram que a temperatura crítica do sistema REBa2Cu3O7-x, está em torno de 90 K, como no sistema YBa2Cu3O7-x. Esses valores foram confirmados pelas medidas de susceptibilidade magnética. As análises dos difratogramas de raios X das amostras revelaram que os parâmetros de cela dos dois sistemas são iguais. Esses resultados indicam que substituição do Y pelo óxido de terras-raras é possível, podendo ter importantes implicações tanto do ponto de vista de pesquisa básica como da pesquisa aplicada.

Made available in DSpace on 2017-07-21T19:26:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Thiago Luis Schneider.pdf: 9685610 bytes, checksum: 1d228206aa0873ceb2084087b0fc033f (MD5) Previous issue date: 2014-03-28 / Abstract Abstract / Resumo Resumo

Orientador: Oscar Ferreira de Lima / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataglin / Made available in DSpace on 2018-09-24T18:20:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Oliveira_TarcisoMesquitade_M.pdf: 3236428 bytes, checksum: f8799c6f4d4ac1a196ca499b0ad67efb (MD5) Previous issue date: 2005 / Resumo: Nesta tese estudamos possíveis origens do Segundo Pico da Magnetização (SPM) em supercondutores de alta e baixa temperatura crítica, usando amostras monocristalinas de Bi2Sr2CaCu2O8+d e de Nb. Para estudar o SPM fizemos medidas de curvas de magnetização M x H e suscetibilidade AC (vs. h e T). Através da aplicação de uma lei de escala, para suscetibilidade AC, obtivemos o expoente de creep na região do SMP. Em amostras de Nb verificamos os efeitos sobre as curvas M x H de não homogeneidades na amostra: deslocamentos de planos e oxigênio intersticial. Em amostras de alta pureza (bulk e monocristalina) observamos que as curvas M x H não apresentam o SPM nem o Efeito Pico, próximo a Hc2.Ao adicionar não homogeneidades nas amostras, através de dopagem com oxigênio e deformação por elongação, observamos o aparecimento do Efeito Pico, de instabilidades termomagnéticas e de anisotropia do campo Hc2. Em amostras de Bi2Sr2CaCu2O8+d observamos que o SPM está associado com a componente do campo aplicado paralela à direção c da rede cristalina, ou seja, que o SPM está relacionado com vórtices de Abrikosov e que vórtices Josephson parecem não influenciar no SPM. Ao clivarmos a amostra observamos que a intensidade do SPM se reduz e diminui a janela de temperatura onde ele é visto. Obtivemos o expoente de creep e observamos que na região do SPM o arrasto dos vórtices diminui em campos que antecedem o HSPM , mas na região de HSPM o arrasto aumenta rapidamente e depois volta a cessar. Interpretamos a variação brusca no expoente de creep como uma mudança de fase no sistema de vórtices, que passa de um estado de quase-rede para um estado emaranhado de vórtices / Abstract: In this thesis we have studied possible origins for the Second Magnetization Peak (SMP) in high and low critical temperature superconductors, using samples of Bi2Sr2CaCu2O8+d and Nb single crystals. To study the SMP we did measurements of magnetization curves (M x H) and AC susceptibility (vs. h and T). We obtained the creep exponent in the SMP region, using a scaling law for the AC susceptibility data. In the Nb samples we have verified the effects on M x H curves due to inhomogeneities like dislocations and interstitial oxygen. In high pure samples (bulk and single crystals) we have observed that the M x H curves do not present either SMP or Peak Effect, near H2c . By adding inhomogeneities in the samples, like doping them with oxygen or deforming by elongation, we have observed the appearance of Peak Effect, thermomagnetic instabilities, and H2c anisotropy. In Bi2Sr2CaCu2O8+d samples we have observed that the SMP is associated with the magnetic field component parallel to the crystal c direction of crystal net. This means that the SMP is related to Abrikosov¿s vortices and that Josephson¿s vortices seem not to influence the SMP. After cleaving the sample we observed that the SMP intensity was reduced and the temperature window were it occurs was decreased. We have obtained the creep exponent and have observed that in the SMP region the vortices creep diminish for fields below HSPM , but around HSPM the creep increases abruptly and after the SPM it decreases again. We have interpreted the abrupt creep exponent variation as a phase transition in the vortex system, that pass from a quasi-lattice state to an entangled vortex state / Mestrado / Física / Mestre em Física

Orientador: Germán Lugones / Tese (Doutorado) - Universidade Federal do ABC, Programa de Pós-graduação em Física, 2012

Este trabalho tem como objetivo o estudo da influência do boro na fase αNb5Si3 (Fase T2) a baixas temperaturas analisando suas propriedades elétricas e magnéticas. Para o estudo deste tema as amostras foram preparadas, seguindo a estequiometria Nb5Si3-xBx, via metalurgia do pó e também por fusão a arco, com x dentro do intervalo limitado por 0  X  1,0. Estas amostras foram analisadas através de difratometria de raios x, microscopia eletrônica de varredura, magnetização, transporte elétrico e medidas calorimétricas em baixa temperatura. As medidas das propriedades elétricas e magnéticas destas fases mostram que a substituição de boro por silício induz supercondutividade na fase T2. O caráter volumétrico da transição supercondutora é confirmado pela medida de capacidade calorífica. Assim, este trabalho é o primeiro a mostrar uma nova família de materiais supercondutores que cristalizam na estrutura protótipo Cr5B3. / This work to study the influence of boron during low temperature αNb5Si3 (T2 phase) analyzing their electrical and magnetic properties. For the study of this subject the samples were prepared, following the stoichiometry Nb5Si3-xBx via powder metallurgy and also by arc melting process, with x within the range limited by 0X1.0. These samples were analyzed by X-ray diffraction, scanning electron microscopy, magnetization, electrical transport and calorimetric measurements of low temperature. Measurements of electrical and magnetic properties of these phases show that the substitution of boron by silicon induces superconductivity at the T2 phase. The bulk nature of superconducting transition is confirmed by heat capacity measurement. This study is the first to show a new family of superconducting materials that crystallize in the Cr5B3 prototype structure.

O presente trabalho analisou as condições de texturização de amostras de Ag/Bi2212 (Bi2Sr2CaCu2O8+δ) na forma de pastilhas e de fitas, verificando-se a influência do tratamento térmico, atmosfera, adição de prata e adição de zircônia ou zirconato de cálcio. As adições de zircônia ou de zirconato de cálcio, com partículas de dimensões submicrométricas ou nanométricas (abaixo de 200nm), foram analisadas como possíveis geradores de centros de aprisionamento de fluxo magnético, assim como foi feita a análise de seus comportamentos nas propriedades intrínsecas da matriz supercondutora. A influência da atmosfera de tratamento térmico foi analisada de modo a alterar a concentração de oxigênio na fase supercondutora visando melhores resultados de temperatura crítica, sem depreciação das densidades de corrente crítica e dos campos de irreversibilidade, Birr. Foram analisadas as influências dos parâmetros de tratamento térmico, tais como temperatura máxima de reação, tempo nesta temperatura máxima, taxa de resfriamento do estado líquido ao estado sólido, e temperatura e tempo de recozimento após solidificação. Verificou-se a influência do resfriamento do forno sobre a texturização e a temperatura crítica. Quanto à dopagem com prata, foi verificada sua influência na texturização e interação com a zircônia. Foram realizadas caracterizações supercondutoras e microestruturais das amostras. / The present work analyzed the texturing conditions of Ag/Bi2212 samples (Bi2Sr2CaCu2O8+δ) in the form of bulks and of tapes, verifying the influence of heat treatment, atmosphere, silver addition and addition of zirconia or calcium zirconate. The additions of zirconia or calcium zirconate, with particles of submicron or nanometric (below 200nm) dimensions, were analyzed as possible generators of magnetic flux pinning centers, as well as it was analyzed their behaviors on the intrinsic properties of the superconducting matrix. The influence of the heat treatment atmosphere was analyzed in order to change the oxygen concentration in the superconducting phase aiming better results of critical temperature, without depreciation of the critical current densities and of the irreversibility fields, Birr. The influences of the heat treatment parameters were analyzed, such as the reaction maximum temperature, soaking time at this maximum temperature, cooling rate from the liquid to the solid states, and annealing temperature and time after solidification. It was verified the influence of the furnace cooling rate on the texturing and critical temperatures. Concerning to the silver addition, it was verified its influence on the texturing and its interaction with the zirconia. Superconducting and microstructural characterizations of the samples were performed.

[pt] O primeiro material supercondutor de alta temperatura foi descoberto em 1986. Desde então foram sintetizados mais de 150 novos supercondutores (cupratos, bismutatos, boretos e fulerenos) com temperatura crítica superior à temperatura de 23,3 K, a temperatura crítica mais alta entre os materiais supercondutores de baixa temperatura. Muitos destes novos materiais supercondutores têm provocado interesse acadêmico, sendo utilizados, por exemplo, para a compreensão do fenômeno de supercondutividade a alta temperatura. No entanto, há famílias supercondutoras que possuem propriedades atraentes para o desenvolvimento de novas tecnologias voltadas particularmente para sistemas elétricos de potência, medicina e transporte (veículo Maglev). Dois supercondutores da família BSCCO, Bi2Sr2CaCu2O8+x (Bi-2212) e Bi2Sr2Ca2Cu3O10+x (Bi-2223), estão entre os mais pesquisados para aplicação em escala industrial no setor elétrico. Uma projeção do mercado de dispositivos para o setor elétrico, à base de supercondutores de alta temperatura, aponta que este mercado deve movimentar em torno de 47 bilhões de dólares em 2020, tendo como destaques, com quase 90% deste mercado, limitadores de corrente de curtocircuito, transformadores e SMES (Sistema Magnético Supercondutor de Armazenagem de Energia). A presente tese se propôs a contribuir para o desenvolvimento de uma nova tecnologia de produção de limitadores de corrente de curto-circuito (LCC) à base da fase supercondutora Bi-2212. Esta tecnologia baseia-se na produção de formas maciças (blocos) da fase Bi-2212, para a confecção de LCC, através da fusão parcial e solidificação peritéticas desta fase. Este método difere substancialmente do método de fusão completa, usualmente empregado para a obtenção destes blocos. Para o desenvolvimento e o aperfeiçoamento desta nova tecnologia foi necessário estudar a fusão e a solidificação peritéticas da fase Bi- 2212. Com este intuito, para acompanhar esses dois processos foram utilizadas técnicas de observação in situ, assim como análise de amostras temperadas. As propriedades supercondutoras foram estudadas por meio das caracterizações eletromagnéticas. Com base nestes estudos foi desenvolvido um ciclo térmico que proporciona uma densidade de corrente crítica da fase Bi-2212 na forma maciça superior a 1000A/cm2, em corrente direta, a 77K e sem campo magnético externo. Este valor confirma a viabilidade do método para a produção de material para LCC. / [en] High temperature superconductivity was discovered in 1986. Since then more than 150 new superconductors (cuprates, bismuthates, borides and fullerite) with critical temperature higher then 23,3K (the highest critical temperature for low temperature superconductors) have been synthesized. Many of them rise interest from the scientific viewpoint and are suitable for investigations focusing the phenomena of high temperature superconductivity. However, some superconducting families display properties that are attractive for applications in electrical power systems, medicine and transport. Two superconductors from the BSCCO family, Bi2Sr2CaCu2O8+x (Bi-2212) e Bi2Sr2Ca2Cu3O10+x (Bi-2223), are among the most studied for application in electrical power systems at industrial scale. One prognostic for the market of superconducting electrical devices points out that this market will represent more than 47 billion dollars in the year 2020. More than 90% of this market will be dominated by devices such as: fault current limiters (FCL), transformers and superconducting magnetic energy storage systems (SMES). The present thesis aims to contribute for the development of a new technology for production of fault current limiters, based on the Bi-2212 phase, the partial melt method. This method involves peritectic fusion and solidification of the Bi-2212 phase and is substantially different from the complete melt processing usually used for production of Bi- 2212 blocks. The peritectic fusion and solidification of the Bi-2212 phase were investigated by quenching and in situ techniques. Superconducting properties were also studied by electromagnetic measurements. Based on these studies, a thermal cycle was established which results in a critical current density in bulk form, of the Bi-2212 phase, superior to 1000A/cm2, in direct current, at 77K and zero field. This value confirms the potential of the method to produce material for FCL.