SEM-EBSD microstructural characterization of Bi2212 bulk and composite material

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dc.contributor.advisor Arnau Izquierdo, Gonzalo (supervisor)
dc.contributor.advisor Ruiz Navas, Elisa Mª (tutora UC3M)
dc.contributor.author Jiménez Mena, Norberto
dc.contributor.editor Centro Europeo de Investigación Nuclear
dc.date.accessioned 2014-03-12T18:47:13Z
dc.date.available 2014-03-12T18:47:13Z
dc.date.issued 2013-07-26
dc.date.submitted 2013-07-26
dc.identifier.uri http://hdl.handle.net/10016/18481
dc.description.abstract Some characterization techniques related to scanning electron microscopy have been applied on the superconducting compound Bi2212. The aim is to show the potential and benefits this tool can provide in the development that is being carried out for this material at CERN. HTS superconductors such as Bi2212 are the key to build more energetic particle accelerators and go further in high-energy physics. Three samples, that previously have been subject of other studies such as x-ray diffraction, phase formation processes or current density, have been analyzed. These are a segment of a rod made of Bi2212, the wall of a tube made of Bi2212, both processed using a melt-casting process (MCP), and a composite wire made of a Bi2212 core and a silver sheath. The complexity of this wires leads to a very inhomogeneous microstructure, so all the present phases (Bi2212, Bi2201, AEC and CF), have been chemically quantified by EDS. Compositional maps revealing impurities and secondary phases were performed as well. EBSD analyses determined the presence of texture for the f001g planes, that are supposed to be responsible of the superconducting properties. The resulting maps also revealed characteristic microstructures for the grains and the bundles they group in. The grain boundaries and bundle-to-bundle misorientations are discussed as well. The results were compared to previous studies performed with XRD. The percentage of Bi2201 intergrowths in the Bi2212 matrix was measured using EDS and were similar to the ones obtained with XRD. The parameter that quantifies the texture in the EBSD, MUD, was compared with the one of XRD, PO. Bi2212 presents low di raction properties that added to its brittless makes it difficult to prepare propertly. In order to perform the EBSD analyses, a dedicated sample preparation that includes the use of vibropolisher was developed. The parameters of the microscope and software that lead to a correct indexing of the Kikuchi patterns are included.
dc.description.abstract En el presente trabajo se han aplicado técnicas ligadas a la microscopía de barrido electrónico sobre el compuesto superconductor Bi2212. Con ello se quiere demostrar el potencial y las bondades que esta herramienta puede ofrecer a la hora de colaborar en el desarrollo que se est a llevando a cabo de estos materiales en el CERN. Para ello se han analizado tres muestras que previamente han sido objeto de otros estudios: difracción de rayos-x, conducción eléctrica y superconductora y proceso de formación de fases entre otros. Las muestras son un segmento de un cilindro de Bi2212, la pared de un tubo de Bi2212 y un hilo compuesto por un núcleo de Bi2212 rodeado de una cubierta de plata. En todas ellas se ha procedido a determinar la composición de todas las fases presentes y se ha comprobado la homogeneidad de la composición del Bi2212 dentro de una muestra por medio de la espectroscopía de dispersión de energías (EDS). Posteriormente, gracias a la difracción de electrones retrodifundidos (EBSD), se ha determinado la presencia de textura de los planos f001g, responsables de las propiedades superconductoras y mostrado algunas microestructuras características como son los agrupamientos así como las desorientaciones que se producen entre estos y dentro de ellos. Para la realización del EBSD, se requirió una preparación superficial de la muestra por medio de la pulidora por vibración, as como la selección de unos reglajes del microscopio y software que permitieran un correcto indexado debido al bajo contraste que en general presentan los patrones de difracción del Bi2212. Los resultados son comparados con otros estudios realizados por difracción de rayos-x. Se comprueba de manera más precisa el ratio de crecimientos interatómicos de Bi2201 dentro de los granos de Bi2212 y se comparan los valores que cuantifican la textura, MUD (multiple uniform density) para el EBSD y PO (preferred orientation) para la difracción de rayos-x.
dc.format.mimetype application/pdf
dc.language.iso eng
dc.rights Atribución-NoComercial-SinDerivadas 3.0 España
dc.rights.uri http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/es/
dc.subject.other Materiales compuestos
dc.subject.other Superconductividad
dc.subject.other Difracción de rayos-x
dc.subject.other Espectroscopía
dc.subject.other Microscopia electrónica
dc.title SEM-EBSD microstructural characterization of Bi2212 bulk and composite material
dc.title.alternative Caracterización microestructural por medio de sem-EBSD de BI2212 en forma de bloque y material compuesto
dc.type masterThesis
dc.subject.eciencia Materiales
dc.rights.accessRights openAccess
dc.description.degree Ingeniería Industrial
dc.contributor.departamento Universidad Carlos III de Madrid. Departamento de Ciencia e Ingeniería de Materiales e Ingeniería Química
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