Published

2022-03-16

LEVITATION AND SUSPENSION FORCES MEASUREMENT SYSTEM FOR HIGH TC SUPERCONDUCTORS

SISTEMA DE MEDICIÓN DE FUERZAS DE LEVITACIÓN Y SUSPENSIÓN PARA SUPERCONDUCTORES DE ALTA TC

Keywords:

Experimental methods, automation, superconductivity, temperature (en)
Método experimental, automatización, superconductividad, temperatura (es)

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Authors

  • Juan D. Rojas Grupo de Superconductividad y Nuevos Materiales, Departamento de Física, Facultad de Ciencias, Universidad Nacional de Colombia https://orcid.org/0000-0002-9306-0090
  • Diego A. Arias Grupo de Superconductividad y Nuevos Materiales, Departamento de Física, Facultad de Ciencias, Universidad Nacional de Colombia
  • Alvaro Mariño Grupo de Superconductividad y Nuevos Materiales, Departamento de Física, Facultad de Ciencias, Universidad Nacional de Colombia
The interaction forces, attraction (suspension) and repulsion (levitation) between a permanent magnet and diferent bulk Yttrium-based superconductors were carried out with an automatic system developed in our group, which is reproducible, reliable and low cost. Two superconducting samples of YBa2Cu3O7-δ (YBCO) prepared by solid-state reaction method (S) and by the melt-textured growth method (MTG) were used. Both samples were characterized by XRD technique and presented the characteristic peaks and intensity relations of the YBCO-123 superconducting phase. Oxygen deficiencies δ > 0,15 and δ < 0,10 for the S and MTG samples respectively, were observed. Both samples displayed diferent hysteresis behavior in the Force (F) vs. Distance (z) measurements when they were field cooled (FC) and zero field cooled (ZFC). This behavior agrees with hysteresis loops observed in magnetization measurements. Both levitation and suspension phenomena were observed in the MTG sample with large hysteresis loops of the force. On the contrary, the S sample with small hysteresis loops did not show a suspension force, only displayed a slight levitation force.
Las fuerzas de interacción, atracción (suspensión) y repulsión (levitación) entre un imán permanente y diferentes muestras superconductoras basadas en Ytrio fueron realizadas con un sistema automático desarrollado en nuestro grupo, el cual es reproducible, conable y de bajo costo. Dos muestras superconductoras de YBa2Cu3O7-δ (YBCO) (YBCO) preparadas por el método de reacción de estado sólido (S) y por el método de texturizado y fundido (MTG) fueron usadas. Las dos muestras fueron caracterizadas por la técnica de difracción de rayos X en polvo y presentaron los picos característicos y relaciones de intensidad de la fase superconductora del YBCO-123. Se observaron deciencias de oxígeno de δ > 0,15 y δ < 0,10 para las muestras S y MTG respectivamente. Ambas muestras mostraron diferentes comportamientos de histéresis en las medidas de Fuerza (F) vs. Distancia (z) cuando se enfriaron con campo (FC) y sin campo (ZFC) magnético. Este comportamiento está de acuerdo con los bucles de histéresis observados en las medidas de magnetización. Tanto el fenómeno de levitación como el de suspensión fueron observados en la muestra MTG con un bucle de histéresis grande en la fuerza. Por otra parte, la muestra S con bucles de histéresis pequeños no
mostró fuerza de suspensión, solo mostró una leve fuerza de
levitación.

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