• Title/Summary/Keyword: $MgB_2$ 초전도

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저가 준결정질 붕소 분말의 밀링 및 탄소 도핑 처리에 따른 $MgB_2$ 초전도 임계전류밀도의 향상

  • Jeon, Byeong-Hyeok;Kim, Chan-Jung
    • Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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    • 2011.05a
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    • pp.32.1-32.1
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    • 2011
  • 39 K의 임계온도를 갖는 $MgB_2$ 초전도체를 이용한 전력에너지와 MRI 의료 기기로의 응용 가능성이 높아지고 있다. $MgB_2$ 초전도체 제조에 있어서 마그네슘과 반응성이 좋은 비정질의 붕소 원료 분말 가격이 비싼 반면 상대적으로 경제적인 결정질 분말의 기계적 밀링 공정을 이용하여 비정질화와 나노 입자로의 크기 감소 효과를 얻을 수 있다. 또한 탄소를 이용한 붕소 치환으로부터 고 자기장하에서 초전도 임계 성질을 향상시키고자 유, 무기물 형태의 여러 가지 탄소 소스를 개발하는 연구가 진행되어 왔다. 본 연구에서는 저가의 95~97% 순도, 약 1 ${\mu}m$ 이하 크기를 갖는 준결정상의 붕소 분말을 이용하여 기계적 밀링에 따른 붕소 분말의 비정질화 및 입자 나노화, $MgB_2$ 반응성 향상, $MgB_2$ 결정립 크기 감소 및 결정립계 피닝 증가에 의한 초전도 임계 물성 향상에 대하여 알아보았다. 또한 여러 시간 동안 밀링된 각 붕소 분말에 액체 글리세린을 이용한 탄소 도핑 전처리를 통하여 밀링 시간의 최적화를 알아보았고 이로부터 제조된 $MgB_2$ 초전도 벌크의 경우 적절한 임계온도 감소, 격자 왜곡 결함과 높은 결정립계 밀도 등에 의한 플럭스 피닝 향상으로 $MgB_2$ 초전도체의 임계전류밀도 및 비가역자기장이 증가함을 알 수 있었다. 즉, 경제성 있는 저급의 준결정상을 갖는 붕소 원료 분말의 입자 비정질 나노화 및 탄소 도핑 전처리를 통하여 $MgB_2$ 초전도 임계 물성을 향상시킬 수 있었다.

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The growth of in-situ $MgB_2$ thin film by ESSD method (복합동시증착 방법을 이용한 In-situ $MgB_2$ 박막제조)

  • Song K.J.;Kim H.S.;Kim T.H.;Lee Y.S.;Ko R.K.;Ha H.S.;Ha D.W.;Oh S.S.;Moon S.H.;Park C.;Yoo S.I.
    • Progress in Superconductivity and Cryogenics
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    • v.8 no.3
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    • pp.18-22
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    • 2006
  • We obtained in-situ $MgB_2$ thin films in an one-step process using ESSD (Evaporation Sputtering Simultaneous Deposition) method. In our approach. the Ma evaporator is designed specially Mg and B are simultaneously evaporated and sputtered, respectively, in the specially designed ESSD chamber. The background pressure was less than $1{\times}10^{-6}$ Torr. The substrate temperature was kept at 623 K. The film properties were investigated by both electrical resistivity and PPMS. As a result, typical $T_c$ of films was 11 K.

The Fabrication of $MgB_{2}$ superconducting tape and its transport critical current property under magnetic field (Mg $B_{2}$초전도 선재 제조 및 자장하에서의 임계전류특성)

  • J-W Ko;J.M. Yoo;Y.K. Kim;K-H Oh;S.J. Choi;H.S. Chung;H. Kumakura;K. Togano
    • Proceedings of the Korea Institute of Applied Superconductivity and Cryogenics Conference
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    • 2002.02a
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    • pp.3-4
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    • 2002
  • The stainless steel sheathed MgB$_2$ tapes with Cu addition were fabricated by PIT method without heat treatment. The $J_{c}$ value of 5,600 A/ $cm^{2}$and 16,000 A/$cm^{2}$ at 4.2 K and 5 T were obtained for the $MgB_{2}$ tape and 10 vol % of Cu added $MgB_{2}$ tape respectively. The $J_{c}$-B curve shows enhancement in J$_{c}$ under magnetic field, which suggests enhancement in flux pinning property with Cu addition.n.

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$MgB_2$ Sheets using Mixture of Mg and B Powders by Powder Roll Compaction (Mg과 B 혼합분말을 이용하여 분말압연 공정으로 제조된 $MgB_2$ 초전도 판재연구)

  • Chung, K.C.;Chang, S.H.;Sinha, B.B.;Kim, J.H.;Dou, S.X.
    • Progress in Superconductivity
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    • v.13 no.3
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    • pp.184-188
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    • 2012
  • $MgB_2$ superconducting sheets have been fabricated by powder rolling method using mixture of Mg and B powders. Sheet-type $MgB_2$ bulk samples of ~10 mm width and 50-100 mm long were squeezed out after compacted by two rotating rolls of 130 mm diameter with gap distance of 0.5 mm and speed of ~40 cm/min (~1 rpm). The nominal composition of Mg, which is ductile metal, was added up to 30% to facilitate forming the $MgB_2$ sheets. The annealed samples at $900^{\circ}C$ and 3 hrs showed superconducting transition temperature of ~32 K and critical current densities at zero fields were ${\sim}10^5A/cm^2$ at 5 K and ${\sim}5{\times}10^4A/cm^2$ at 20 K.

Superconducting Properties and Phase Formation of MgB2 Superconductors Prepared by the Solid State Reaction Method using MgB4 and Mg Powder (MgB4와 Mg 분말을 원료로 사용하여 고상반응법으로 제조한 MgB2 초전도체의 상생성과 초전도 특성)

  • Jeong, Hyeondeok;Kim, Chan-Joong;Jun, Byung-Hyuk;Kim, Seolhyang;Park, Hai-Woong
    • Journal of Powder Materials
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    • v.22 no.5
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    • pp.344-349
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    • 2015
  • $MgB_2$ bulk superconductors are synthesized by the solid state reaction of ($MgB_4$+xMg) precursors with excessive Mg compositions (x=1.0, 1.4, 2.0 and 2.4). The $MgB_4$ precursors are synthesized using (Mg+B) powders. The secondary phases ($MgB_4$ and MgO) present in the synthesized $MgB_4$ are removed by $HNO_3$ leaching. It is found that the formation reaction of $MgB_2$ is accelerated when Mg excessive compositions are used. The magnetization curves of $Mg_1+_xB_2$ samples show that the transition from the normal state to the superconducting state of the Mg excessive samples with x=0.5 and x=0.7 are sharper than that of $MgB_2$. The highest $J_c-B$ curve at 5 K and 20 K is achieved for x=0.5. Further addition of Mg decreases the $J_c$ owing to the formation of more pores in the $MgB_2$ matrix and smaller volume fraction of $MgB_2$.