Svibanj
2011.
S posebnim zadovoljstvom objavljujemo da je naša
kolegica, Katica Stjepanek, uspješno diplomirala na temu
dopiranja MgB2
nanočesticama prijelaznih metala. Čestitamo!
Ožujak
– travanj 2011.
Nastavljeno je sistematsko mjerenje
kritičnih polja (BC2
) na supravodljivim uzorcima. Takvo mjerenje je moguće samo
kada se uzorcima kojima se ukloni željezni plašt, što je i
prikazano u našoj Foto/Video
galeriji . Rezultati ovih mjerenja nam pomažu ocjeniti u
kojoj mjeri je zapinjanje magnetskih vrtloga poboljšano
dopiranjem nanočesticama.
Veljača
2011.
Iako je financiranje našeg projekta završilo prije
dva mjeseca, mjerenja su nastavljena posebno važnim postupkom
paralelnog određivanja ireverzibilnog polja Birr
i kritičnog polja BC2
. Ta se mjerenja izvršena
na tzv. golim jezgrama, odnosno na jednom nedopiranom i pet
dopiranih uzoraka kojima je uklonjen željezni oklop. Mjerenja
su važna jer nam pomažu u razumijevanju uzroka poboljšanja
elektromagnetnih svojstava nekih dopiranih uzoraka. U našoj
Foto/Video galeriji možete
vidjeti kako su gole
jezgre smještene
na nosač uzoraka, kao i prikaz usporedbe supravodljivih
prijelaza za dopirani i nedopirani uzorak.
Siječanj
2011.
Sumarni prikaz rezultata na projektu možete vidjeti u
priloženoj tablici(crvene ćelije sadrže opis uzoraka koji su
imali lošije performanse od čistog MgB2; zelene ćelije sadrže
uzorke čija su elektromagnetna svojstva bolja od svojstava
čistog MgB2
Siječanj
2011.
Preliminarna analiza transportnih mjerenja
nanočesticama (NČ) dopiranog MgB2 , koja su trajala
tokom listopada, studenog i početkom prosinca 2010. je
dovršena. Te analize su uključene u konačno izvješće UKFu,
koje je poslano 10.01.2010. Više važnih rezultata
(konceptualnih i praktičnih) je ostvareno, od kojih kratko
izdvajamo nekoliko njih podjeljenih prema vrsti dopanda:
#
Ugljikom stabilizirane nanočestice željeza, kobalta i nikla
Usprkos
smanjivanju supravodljivog prijelaza, TC , kritične
struje supravodljivih žica dopiranih Ni/C NČ nadilaze kritične
struje čistog MgB2 na 20K i na 5K, na svim mjerenim
poljima.
#
Nanočestice borida prijelaznih metala, neoklopljene i
okolopljene sa SiO2
I
ovdje, usprkos smanjenju temperature prijelaza TC ,
JC ovih žica koje su dopirane neoklopljenim NiCoB
nanočesticama su na 20K gotovo jednake čistom MgB2,
dok na 5K JC gotovo svih žica ove skupine nadilazi
JC čistog MgB2 iznad 7T.
#
Nanočestice oksida rijetkih zemalja
Dopiranje
s 2.5 wt.% nanočesticama oksida rijetkih zemalja gotovo ne
utječe na TC. Najbolje rezultate je pokazao Dy2O3
nanoštapići i Eu2O3 nanokuglice, JC
ovih uzoraka na 20K nadilazi kritične struje žica čistog
MgB2 iznad 4T i također, na 5K, iznad 8T.
#
Nanočestice ferita oklopljenih dekstrinom
Za
obje vrste nanočestica, NiFe2O4 i
CoFe2O4, koje su oklopljene dekstrinom,
ireverzibilno polje Birr(T) nadilaze čisti MgB2
za 1T na 10K i iznosilo je iznad 8T na 20K
Ovi
i drugi rezultati o nanočesticama i njihovom utjecaju na
supravodljivost MgB2 se pripremaju za objavljivanje u
stručnim časopisima. Posjet predstavnika fonda UKFa našem
projektu je predviđen za 25. siječnja 2011.
Prosinac
2010. Iako je financiranje projekta prestalo sa 30.11.,
nastavljena su transportna mjerenja supravodljivih uzoraka.
Mjerenja provjeravaju utjecaj temperature sinteriranja na
transportna svojstva što je posebno važno kod onih uzoraka
koji su dopirani nanočesticama oklopljenih dekstrinom. Po
završetku obrade i ovih mjerenja, rezultati analize uzoraka s
najboljim performansama biti će objavljeni.
Studeni
2010. Kolegica Nikolina Novosel , dipl. ing., suradnica na
projektu, prijavila je temu doktorsku diseratacije iz sadržaja
rada na projektu. Također, nakon niza sinteziranih Fe3O4
uspjeli smo napraviti
štapićaste nanočestice Fe3O4
(približnih dimenzija
10x100nm) oklopljenih dekstrinom, koji su upotrebljeni za
dopiranje MgB2
. SEM snimke, kao i neki
preliminarni rezultati mogu se vidjeti u našoj Foto/Video
galeriji. Dostavljen nam je i kupljeni laptop koji omogućava
autonoman rad na VSMu, AC susceptometru i nedavno kupljenoj CCD
kameri za mikroskop, što će pomoći ubrzati karakterizaciju
uzoraka i obradu rezultata.
Studeni
2010. Nastavljena se transportna mjerenja koja su počela prošli
mjesec. Našoj skupini je se pridružio još jedan student koji
izrađuje diplomski rad na temu supravodljivih svojstava MgB2.
Paralelno transportnim mjerenjima, koristi se i SQUID za
stjecanje pouzdanog uvid u svojstva novih nanočestica. Također,
početkom mjeseca je napravljena sinteza novih nanočestica na
osnovi rijetkih zemalja, čije su svojstva određuju. Nova CCD
kamera omogućava veću preciznost i pouzdanost mjerenja
poprečnih presjeka supravodljivih žica, što se može i
vidjeti u novoj sekciji u našoj Foto/Video
galeriji.
Listopad
2010. Započet je novi niz mjerenja magnetootpora i kritičnih
struja ranije pripremljene serije uzoraka. U mjerenjima pomaže
i studentica koja izrađuju diplomski rad na temu supravodljivih
svojstava MgB2 . Pouzdanost ovih mjerenja će porasti
predviđenom nabavom CCD kamere za mikroskop, koja će osigurati
objektivnu ocjenu kritične veličine presjeka žice. Također,
načinjena je i nova serija feritnih nanočestica oklopljenih
dekstrinom čija je karakterizacija počela snimanja uzoraka
elektronskim mikroskopom.
Rujan
2010. Završena je priprema slijedeće serije uzoraka čija će
se transportna svojstva mjeriti u listopadu. Ta serija uključuje
niz uzoraka MgB2 dopiranih oksidima rijetkih zemalja,
komercijalnim nanočesticama prijelaznih metala, finim pepelom
organske materije i par kontrolnih uzoraka. Uz pripreme za
transportna mjerenja, radi se i karakterizacija pripremljenih
uzoraka XRDom, te SEM analiza novih nanočestica. U Foto/Video
galeriji se mogu vidjeti par novih slika kupljenih nanočestica.
SEM analiza gotovih žica također pomaže da odredimo
distribucije nanočestica u supravodiču, što nam pomaže da
odredimo optimalne masene koncentracije dopanda. Uz spomenute
aktivnosti, rad na našem projektu je bio prezentiran posterom
na konferenciji "1st Adriatic School on Nanoscience"
koja je održana u Dubrovniku, 19.-23. rujna 2010.
Kolovoz
2010. Nastavljena je analiza karakterizacije nanočestica i MgB2
žica (XRD, SEM, mjerenja gustoće i SQUID) i rezultata mjerenja
(18T magnet, SQUID). Usporedno, izrađuje se plan sinteza i
mjerenja novih uzoraka i nanočestica za iduće razdoblje;
konkretno, planiran je niz novih uzoraka dopiranih oksidima
rijetkih zemalja kupljenih u Nanoamoru. Nabavljeni su i cijevi
od vrlo čistog željeza koje će se koristiti za probno hladno
valjanje žica. Također, najnoviji rezultati rada naše grupe
bit će predstavljeni na konferenciji "1st Adriatic School
on Nanoscience" koja se održava u Dubrovniku, 19.-23.
rujna 2010.
Srpanj
2010. Izvršeni su pregovori s novom upravom Metalurškog
fakulteta u Sisku glede korištenja njihove vlačne klupe za
izvlačenje tankih (< 2mm) MgB2 žica oklopljenih
željezom. Napravljen je i potpisan ugovor između Metalurškog
fakulteta u Fizičkog odsjeka PMFa kojim se omogućuje daljnje
korištenje vlačne klupe u Sisku. Sukladno rezultatima analize
rezultata za žice dopirane sa 2.5% težinskim udjelom
nanočestica, započeta je proizvodnja žica dopiranih s 1.25%
težinskim udjelom najperspektivnijih dopanda. Također je
pripravljena žica čistog MgB2 korištenjem manje
količine Mg da se izbjegne problem neizreagiranog magnezija.
Rendgenska analiza pokazuje poboljšanje faznog sastava takve
žice. Također, započeta je morfološka i elementalna analiza
uzoraka pomoću SEMa na Institutu "Ruđer Bošković".
Naručene su i nabavljene nanočestice oksida rijetkih zemalja:
Eu2O3 i Dy2O3 kojima
će se, nakon godišnjih odmora, dopirati MgB2 u
sklopu plana istraživanja. Uz te, dobivene su i zamjenske Fe/C
čestice jer su željezne nanočestice iz prve serije bile
potpuno oksidirane.
Lipanj
2010. Nastavljena je analiza mjerenja transportnih svojstava
(kritične struje i ireverzibilna polja) 14 MgB2 žica
mjerenih od travnja. Na temelju te analize izdvojeni su
najperspektivniji dopandni: Ni/C, NiCoB te NiCoB/SiO2
. Nastavljena je strukturna analiza (rendgen) istih uzoraka za
određivanje prisutnih faza i približne veličine kristalita.
Pokazalo se da zbog korištenja kristalnog bora nedopirane MgB2
žice imaju veći udio neizreagiranog magnezija (do 10%) što
otežava nedvosmislenu usporedbu dopiranih i nedopiranih uzoraka
(nedostatak vrlo čistog, amorfnog bora je, nažalost, svjetski
problem.
Lipanj
2010. Student Jerko Šiško, koji je sudjelovao u transportnim
mjerenjima u travnju i svibnju, uspješno je obranio diplomski
rad na temu "Utjecaj magnetskih nanočestica na
supravodljivost MgB2".
Lipanj
2010. Karakterizacija i svojstva naših nanočestica NiCoB i
NiCoB/SiO2
predstavlje su 1. lipnja na
međunarodnom simpoziju "Vakuumska znanost i tehnika"
u Tuheljskim toplicama. (poster)
Svibanj
2010. Naš suradnik na projektu Mislav Mustapić obranio je
diplomski rad "Magnetske nanočestice tipa Fe2B,
FeCoB i NiCoB" na Kemijskom odsjeku na
Prirodoslovno–Matematičkom fakultetu, te stekao zvanje
diplomirani inženjer kemije.
Svibanj
2010. Nastavljena su mjerenja kritičnih struja i ireverzibilnih
polja na supravodljivim žicama dopiranim nanočesticama
prijelaznih metala i njihovih borida. Započet je slijedeći
ciklus pripreme MgB2 dopiran nanočesticama odabranih
ferita (Fe3O4, CoFe2O4
i NiFe2O4) približno istih dimenzija koje
je napravio dr. A. T. Raghavender (postdoktorski istraživač
kod prof. K. Zadre) u našem laboratoriju. Nakon mjerenja
uzoraka na magnetu, provodi se magnetna karakterizacija uzoraka
na SQUIDu, te XRD analiza uzoraka. Istovremeno, su na ISEM-u u
Australiji nastavljena istraživanja početkom ove godine na
masivnim uzorcima (pelletima) MgB2 dopiranih sa 3
mol% spomenutih borida. Izmjerene su temperature prijelaza i
magnetske Jc na 5K i 20K za uzorke dopirane sa NiCoB
i NiCoB/SiO2 . JC(5K) dopiranih slabije
ovisi o magnetnom polju što može ukazivati na jače zapinjanje
fluksona.
Travanj
2010. Na lokalnoj mreži je postavljena velika baza objavljenih
članaka o sintezi nanočestica.
Travanj
2010. - Završena je izrada niza uzoraka koji uključuju MgB2
dopiran nanočesticama prijelaznih metala(Fe, Ni, Co), borida
prijelaznih metala (Co2B, NiCoB, Fe2B) sa
i bez oklopa od silicijeva oksida. Sve nanočestice su približno
jednakih dimenzija (20 – 30 nm) i korištene su sa jednakim
masenim udjelom (~2.5%). Krajem mjeseca su započeta mjerenja
kritičnih struja i ireverzibilnih polja tih uzoraka na 18T
magnetu. U mjerenjima sudjeluje i student koji izrađuje
diplomski rad na temu dopiranja MgB2 magnetnim
nanočesticama.
Travanj
2010. - Dopiranje komercijalnim nanočesticama
Kupljenim
nanočesticama Fe, Co i Ni čija je površina funkcionalizirana
ugljikom dopiraju se nove supravodljive žice.
Ožujak
2010.-Novi uređaji za sintezu
Nabavljeni su novi uređaji u
laboratoriju za sintezu nanočestica, uključujući uređaj za
centrifugalno taloženje i magnetsku mješalicu koja radi u
širem području temperatura.
Ožujak
2010.-Karakterizirane nove nanočestice
Nove boridne
nanočestice karakterizirane su strukturno i magnetski. Novom
sintezom poboljšana su morfološka svojstva nanočestica,
uspješno je kontrolirana veličina na oko 15nm sa relativno
uskom raspodjelom te je smanjeno aglomeriranje čestica.
Magnetska svojstva ukazuju na njihovo jednodomensko uređenje.
Ožujak
2010.-Novi suradnik
Zaposlen je novi suradnik na puno radno
vrijeme.
Veljača/ožujak
2010.-Nove supravodljive žice
Proizvedene su nove
supravodljive žice različitim tretmanom polaznih tvari
različite kvalitete da se odredi koliki je utjecaj tih
čimbenika na supravodljiva svojstva žica. Preliminarna
mjerenja pokazuju obećavajuća supravodljiva svojstva.
Veljača
2010.-Nove nanočestice
Sintetizirane su nove nanočestice
povoljnih veličina i sastava NiCoB, FeNiB, Fe2B i
FeCoB, bez oklopa i sa SiO2 oklopom te nova vrsta
BiFeB. Osim toga naručene su nanočestice elementarnog Fe, Co i
Ni čija je površina stabilizirana ugljikom da bi se vidjelo
istovremene utjecaje magnetskih jezgara i dopiranja ugljikom.
Siječanj
2010.-Novi masivni uzorci
U ISEM-u su napravljeni masivni
uzorci dopirani s novim NiCoB amorfnim nanočesticama veličine
20-30nm. U tijeku je njihova karakterizacija.
Prosinac
2009.-Domaći uzorci usporedivi s australskim
Supravodljive
žice proizvedene u Zagrebu imaju ireverzibilna polja i kritične
struje usporedive s onima od uzoraka proizvedenim u Australiji.
Studeni
2009.-Poboljšane sinteze čestica i supravodiča
Proizvedene
su magnetske amorfne nanočestice NiCoB veličine 20-30nm (bez
oklopa te sa dodatnim SiO2 oklopom). Sinteza je dala
homogenije i sitnije čestice nego u prijašnjim eksperimentima
(vidjeti foto/video galeriju radi mikroskopskih slika). One su
iskorištene kao pogodnije za dopiranje supravodiča MgB2.
Proizvedene su supravodljive žice koristeći poboljšani
postupak miješanja prahova i sinteriranja.
Listopad
2009.-Suradnja s HyperTech
Poznata tvrtka za razvoj i
proizvodnju MgB2
supravodiča, Hyper Tech
Research, Inc. (www.hypertechresearch.com)
zatražila je suradnju radi istraživanja s ciljem ostvarenja
znatnog poboljšanja supravodljivih svojstava žica od MgB2
dopiranog amorfnim
magnetskim nanočesticama.
Listopad
2009.-Peć s argonom
Rekonstruirana je peć s kojom je
ostvarena izvrsna homogenost i stabilnost temperature uz stalno
kontrolirano protjecanje inertne atmosfere argona. Osim toga
ugrađena je mogućnost vakumiranja unutrašnjosti kvarcne
cijevi u peći radi potpunog izbacivanja zraka i upuštanja
argona.
Listopad
2009.-6ZS HFD
Na 6. znanstvenom sastanku Hrvatskog fizikalnog
društva u Primoštenu Mislav Mustapić, Nikolina Novosel i Emil
Babić predstavili su rezultate istraživanja redom na posterima
Sinteza i karakterizacija magnetskih nanočestica tipa Fe2B,
Transportna svojstva supravodiča MgB2 dopiranog
magnetskim nanočesticama i Utjecaj nanočestica bakrova ferita
na supravodljiva svojstva magnezijevog diborida, a Damir Pajić
šire je predstavio projekt popularnijim predavanjem
"Poboljšanje elektromagnetskih svojstava supravodiča MgB2
dopiranjem magnetskim nanočesticama", dok je Krešo Zadro
u predavanju Nanomagneti napravio između ostalog uvod u
korištenje magnetskih nanočestica za dopiranje supravodiča.
Rujan
2009.-EUCAS 2009 konferencija
Nikolina Novosel na 9.
Europskoj konferenciji za primijenjenu supravodljivost
EUCAS-2009 u Dresdenu predstavila u obliku predavanja Flux
pinning and inhomogeneity in magnetic nanoparticle doped MgB2/Fe
wires rezultate dosadašnjih istraživanja supravodljivih žica
MgB2 dopiranog Fe2B nanočesticama.
Kolovoz
2009.-Stroj za valjanje
Kupljen je stroj za stanjivanje žica
valjanjem. Pomoću njega moguće je proizvesti žice do oko 1mm
polazeći od cijevi od oko 10mm i više.
Svibanj-lipanj
2009.-Zaokružen proces proizvodnje i ispitivanja supravodljivih
žica
Proces proizvodnje nedopiranih žica i žica dopiranih
željenim nanočesticama potpuno je zaokružen po prvi puta u
Hrvatskoj, kao i njihova elektromagnetska karakterizacija.
Kritične struje mjerene su neposredno, ali i računate iz
magnetskih mjerenja.
Svibanj
2009.-Mjerenje novih uzoraka i testiranje peći
Izmjerene su
kritične struje novih uzoraka proizvedenih u Wollongongu boljim
miješanjem čestica. Testirana je peć za sintezu s inertnom
atmosferom u Zagrebu.
Svibanj
2009.-Novo punjenje cijevi prahom
Konstruiran je uređaj za
novi način punjenja pomiješanih prahova stisnutih u oblik
tablete u željeznu cijev.
Travanj
2009.-Sintetizirane nove NiCoB nanočestice
Proizvedene su
nove nanočestice sastava NiCoB i FeCoB veličine 10-20nm koje
su prikladnije za dopiranje MgB2 te je izvršena
njihova karakterizacija (rentgenska i mikroskopska)
Travanj
2009.-Proizvedene žice u Hrvatskoj
Uspostavljena je suradnja
s Metalurškim fakultetom u Sisku gdje postoji klupa za
izvlačenje žice koju smo prilagodili za proizvodnju MgB2/Fe
uzoraka. Stroj je popravljen i opskrbljen novim matricama za
provlačenje tvrtke Diapen s kojima se proizvode žice od 10mm
do 1mm.
Ožujak-travanj
2009.-Radni posjet Prof. J. Horvata
U radni posjet je 27.
ožujka došao Prof. J. Horvat, suvoditelj projekta sa ISEM-a na
Sveučilištu u Wollongongu. Tijekom njegova boravka do 19.
travnja održano je više sastanaka/rasprava na kojima su
razmatrana rješenja za neke eksperimentalne probleme u izvedbi
projekta (primjerice nakupljanje magnetskih čestica, poteškoće
s transportnim mjerenjima vrlo visokih kritičnih struja u malim
poljima, itd.). Prof. J. Horvat je 8. travnja sudjelovao na
skupu Info dan - podrška suradnji znanosti i gospodarstva
organiziranom na Sveučilištu u Zagrebu. Na Institutu za fiziku
Prof. J. Horvat održao je seminar Peak effect in MgB2/Fe
superconducting wires: interaction between superconductor and
ferromagnet (sažetak).
Ožujak
2009.-Posjet čelništva fonda projektu
Projekt su 27. ožujka
posjetila izaslanstva UKF-a u kojem su voditeljica Alessia Pozzi
i predsjednik Povjerenstva za upravljanje Prof. Mile Đelalija
te Svjetske banke s analitičarkom portfelja Ljiljanom Tarade.
Sa strane PMF-a posjetu su nazočili Prof. I. Weygand-Đurašević,
prodekanica za znanost, i D. Prodan, voditeljica Ureda za
nabavu, te svi suradnici na projektu s PMF-a. Nakon 15-minutne
prezentacije dosadašnjeg rada na projektu (slikovni
prikaz) slijedila je iscrpna rasprava o dosadašnjim
postignućima i poteškoćama u ostvarivanju ciljeva zacrtanih u
prijedlogu projekta. Posebno, razmatrane su poteškoće u svezi
s nalaženjem industrijskog partnera i s tim povezanim
transferom tehnologije proizvodnje supravodljivih MgB2
žica u Hrvatskoj. Nakon
rasprave posjetitelji su razgledali laboratorije za sintezu
nanočestica, njihovu magnetsku karakterizaciju i transportna
mjerenja kritičnih struja i polja.
Ožujak
2009.-Novi laboratorij za sintezu
Tijekom ožujka opremljen
je i osposobljen za korištenje novi laboratorij za sintezu
nanočestica na 2. katu zgrade Fizičkog odsjeka (laboratorij
Prof. A. Tonejca). U tom laboratoriju 25.03. napravljena je prva
sinteza Fe2B čestica oklopljnih ljuskom SiO2.
Čestice su dimenzije oko 80nm, a istraživanje njihove
strukture i sastava je u tijeku.
Siječanj
2009.:
U Foto/Video
galeriju dodani novi video-zapisi proizvodnje žica u
ISEM/Australija.
Listopad-studeni-prosinac
2008.-Proizvodnja supravodljivih žica
Proizvodnja
supravodljivih žica MgB2 (dopiranog magnetskim
nanočesticama) u željeznom oklopu obavljena je u Institutu za
supravodljive i elektroničke materijale, Sveučilište u
Wollongongu, Australija, gdje je Mislav Mustapić boravio radi
stjecanja znanja i iskustva potrebnih za proizvodnju žica.
Studeni-prosinac
2008.-Mjerenje supravodljivih svojstava žica
Izmjerena su
elektro-magnetska svojstva supravodljivih žica MgB2
dopiranih magnetskim nanočesticama Fe2B s i bez
oklopa SiO2.
Rujan-listopad
2008.-Gradnja laboratorija za sintezu
Priprema se oprema za
sintezu potrebnih magnetskih čestica i MgB2.
Lipanj-srpanj
2008.-Sinteza magnetskih nanočestica
Sintetizirane su
nanočestice Fe2B s i bez oklopa SiO2 te
FeCoB (na Kemijskom odsjeku PMF-a), a izvršena je i njihova
strukturna i magnetska karakterizacija.
Travanj-svibanj-lipanj
2008.-Uspostava eksperimenta
Osposobljen nosač uzoraka i
prikupljeni instrumenti potrebni za mjerenje magnetootpora,
kritičnih struja te polja ireverzibilnosti. To je izmjereno za
nedopirani uzorak i uzorke dopirane različitim organskim
dodacima, što je potrebno za usporedbu s uzorcima dopiranim
magnetskim nanočesticama.
