Doctoral thesis (Dissertations and theses)
Physical properties/texture relationship in industrial melt-cast processed Bi-2212 bulk superconductors using quantitative texture analysis
Dellicour, Aline
2014
 

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Keywords :
Superconductivity; Quantitative texture analysis; Bi2212; Anisotropy
Abstract :
[en] Superconducting Bi2Sr2CaCu2O8+δ tubes and rods manufactured at Nexans SuperConductors gmbh are known to achieve excellent performances despite apparently weak texture. A full texture characterization of the bulks has been performed at different scales, using X-ray diffraction and neutron diffraction. The texture experiments confirm that samples exhibit weak textures and reveal some differences between local and macroscopic texture. When investigating how the physical properties might be affected by texture, it was observed that the critical current density Jc is not much influenced by the direction of measurement, while the normal state electrical resistivity displays a ratio of 2.3 between the resistivity along the sample axis and the resistivity along the radial direction. These observations are qualitatively consistent with the texture results. A quantitative study based on the geometric mean of the resistivity tensor compares the experimental data with values calculated from the measured orientation distribution and literature single crystal data. It turns out that, despite the weak texture, a large fraction of the observed resistivity anisotropy is explained by texture effects, because of the very strong anisotropy between the resistivity along the c-axis and the resistivity in the ab-planes. Lastly, the influence of sample oxygenation on Tc and Jc has been studied. In these bulks, Tc as a function of oxygen content follows a bell-shaped curve, confirming literature results for other superconducting samples. Jc is also influenced by the oxygen content; interestingly, the maximum Jc is not obtained for the same oxygen content as the maximum Tc.
[fr] Les matériaux de Bi2Sr2CaCu2O8+δ sous forme de tubes et de rods synthétisés par Nexans sont connus pour atteindre d'excellentes performances malgré leur présumée faible texture. Une caractérisation complète de la texture sur ces matériaux a été effectuée à plusieurs échelles en utilisant la diffraction RX et des neutrons. Les mesures de texture ont confirmé que les échantillons sont faiblement texturés et présentent des différences entre les textures locale et macroscopique. L'investigation de l'effet de la texture sur les propriétés physiques a montré que la densité de courant critique est peu influencée par la direction de mesure contrairement à la résistivité à l'état normal qui est 2,3 fois plus grande le long de l'axe de l'échantillon que le long de la direction radiale. Ces observations sont qualitativement en adéquation avec les résultats de texture. Une étude quantitative basée sur la moyenne géométrique sur les tenseurs de résistivité a servi à comparer les données expérimentales de résistivité avec les valeurs calculées à partir des distributions d'orientations mesurées et de données obtenues sur monocristaux provenant de la littérature. Malgré les faibles texture, une grande fraction de l'anisotropie de résistivité observée est expliquée par les effets de textures, en raison de l'importante anisotropie entre la résistivité le long de l'axe c et celle dans les plans ab. Enfin, l'influence de l'oxygénation sur Tc et Jc a été étudiée. Tc en fonction du taux d'oxygène suit une courbe en forme de cloche. Jc est aussi influencé par le contenu en oxygène, toutefois, la valeur maximale de Jc n'est pas obtenue pour le même taux d'oxygène que la valeur maximale de Tc.
Disciplines :
Chemistry
Author, co-author :
Dellicour, Aline ;  Université de Liège - ULiège > Département de chimie (sciences) > LCIS - GreenMAT
Language :
English
Title :
Physical properties/texture relationship in industrial melt-cast processed Bi-2212 bulk superconductors using quantitative texture analysis
Defense date :
08 December 2014
Number of pages :
160
Institution :
ULiège - Université de Liège
Université de Caen, Caen, France
Degree :
Docteur en Sciences de l'Université de Liège et Docteur de l'Université de Caen Basse-Normandie (Spécialité: chimie des matériaux)
Promotor :
Vertruyen, Bénédicte  ;  Université de Liège - ULiège > Département de chimie (sciences)
Chateigner, Daniel
Jury member :
Lutterotti, Luca
Rikel, Mark
Van Driessche, Isabel
Vanderbemden, Philippe  ;  Université de Liège - ULiège > Montefiore Institute of Electrical Engineering and Computer Science
Pautrat, Alain
Available on ORBi :
since 18 February 2015

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