Propiedades mecánicas y mecanismos de deformación de superconductores de alta temperatura (YBCO)

Abstract

Los superconductores de alta temperatura debido a sus excepcionales propiedades se están usando en determinadas aplicaciones como limitadores de corriente o detectores de microondas. Dentro de los superconductores de alta temperatura, el YBCO destaca entre ellos debido a su alta temperatura crítica (Tc = 92K), a las mayores densidades de corriente y campo magnético que puede sostener a 77K y a que es menos anisotrópico que otros. Por estas razones se ha perfilado como el superconductor más idóneo. Pero para poder ampliar sus aplicaciones y poder mejorar los procesos de producción se han de conocer las propiedades mecánicas de estos materiales así como los mecanismos que este material presenta a la hora de deformarse. Por estas razones el proyecto se centro en la determinación de dureza y módulo de Young y los mecanismos de deformación presentes. Durante la realización de este proyecto, muestras de YBCO fueron producidas mediante las técnicas de texturización Bridgman y TSMG. Las propiedades mecánicas de estas muestras fueron determinadas mediante indentación instrumentada con un indentador Berkovich usando distintas cargas para poder determinar las propiedades de cada una de las fases presentes así como la del compuesto; en las muestras Bridgman se indentó a lo largo del eje c y la muestra TSMG se indentó en el plano ab. Por otro lado, se usó un indentador esférico en indentaciones monotónicas y cicladas para activar mecanismos de deformación. Después las huellas residuales de las indentaciones fueron caracterizadas mediante microscopía de fuerzas atómicas. Por último se usó EBSD para intentar correlacionar la orientación cristalina con las propiedades mecánicas. Los resultados obtenidos para el compuesto fueron 154 y 7,8GPa de módulo de Young y dureza respectivamente.Por otro lado, sólo se observaron mecanismos de deformación en la muestra Bridgmand donde identificaron dislocaciones y se produjo una disipación de energía cuando se realizó la indentación esférica ciclada. Por último no se pudo correlacionar las propiedades mecánicas con la orientación cristalina ya que las indentaciones hechas eran de mayores que el tamaño de grano.