CS218051B1 - Method of increasinthe characteristics of the supraconductive material - Google Patents

Description

ČESKOSLOVENSKÁSOCIALISTICKÁREPUBLIKA( 10 ) POPIS VYNÁLEZU K AUTORSKÉMU OSVEDČENIU 218051 (11) (B1) (51) Int. Cl.3 H 01 B 12/00 (22) Přihlášené 27 12 78(21) (PV 8894-78) (40) Zverejnené 28 05 82 ÚŘAD PRO VYNÁLEZY A OBJEVY (45) Vydané 15 06 84' (75)

Autor vynálezu MICHAJLOV BORIS PETROVlC, MOSKVA (ZSSR), KRUZLIAK JAN ing. CSc., BRATISLAVA, SAVICKIJ JEVGENIJ MICHAJLOVIC, JEFIMOVJURIJ VLADIMIROVIC, MOROZ JELENA ALEXANDROVNA, MOSKVA(ZSSR) (54) Spósob zvýšenia charakteristik supravodivého materiálu

Vynález spadá do oblasti metalurgie a ché-mie. Týká sa spósobú výroby supravodivé]fólie, drótov na báze supravodivých zlúčeníns vysokými kritickými parametrami, cestoudifúzie z tekutej fázy.

Je známy spósob přípravy supravodivýchkovových vrstiev niobu a iných prvkov naróznych podložkách vo vákuu 1—5.10~5 mmHg pri róznych teplotách (ang. pat. spis č.105 7048 z 1. 2. 1967). Predsa supravodivé prv-ky (niob a iné) v masívnom a tenkovrstevnomstave majú poměrně nízké kritické teploty (Tcpod 9K), malú kritickú prúdovú hustotu (Jcniekolko A/cm2) a kritické magnetické pole(do 6KG). Preto ich použitie je obmedzenév úzkom rámci slaboprúdovej aparatúry.V technickej praxi najpoužitelnejší sa uka-zuje spósob přípravy povrchových vrstiev azlepšenia supravodivých charakteristik vodi-čov na báze supravodivej zlúčeniny stanid nio-bu1 a iných fáz so štruktúrou typu A15, ktorýbol opísaný v anglickom pat. spise č. 1008408z 26. 5. 1965, Tento spósob sa zakladá na tom,že reakčná difúzia medzi prvkami — zložka-mi zlúčeniny — prébieha v inertnej atmosféřealebo vo vákuu pri teplote pod bodom tave-nia ťažkotavitelného prvku v kúpeli alebov parách 1’ahkotavitel’ného prvku. Nedostat-kom tohoto spósobu je vyívorenle po krúbke nerovnomernej vrstvy na hotovom výrobku,mnohofázovosť pokrytia, nezákonitá změna fá-zového zloženia a objemového poměru fáz podížke výrobku a tiež nutnost použitia kva-litného deficitného vysokočistého niobu akopodložky pre dosiahnutie vysokých supravo-divých charakteristik.

Cieíom vynálezu je zlacnenie východisko-vých materiálov, zvýšenie kvality povrchu,hustoty a homogenity pokrytia a zlepšeniajeho supravodivých charakteristik, hlavněprúdovej hustoty, pri kontinuálnej výroběsupravodivej niób-cínovej fólie, drótu aleboiného polovýrobku vel’kej dlžky difúziou z te-kutej fázy. Tento cie! sa dosahuje tým, žepodložku z niobu priemyselnej čistoty alebolegovaná do 3 hmotnostných % zirkoniom,hafniom, titanom napr. foliu, drót dlžky nad10 m před pokrytím vo váni roztaveného cínualebo zliatiny cínu s méďou a difúznym ží-háním pre vytvorenie supravodivej stanidniobu zlúčeniny podrobíme anodickej oxidá-cii vo vodných roztokoch a ďalšej vnútornejoxidácii podpovrchovej vrstvy vo vákuu priurčitých teplotách.

Podstata vynálezu spočívá v tom, že nio-bová folia alebo drót sa podrobia vnútornejoxidácii anodickou cestou v 0,5 až 3 percent-nom vodnom roztoku kyseliny fosforečnej pri 218051

Claims (2)

1. 2 napatí 3 až 6 V. cm1 po dobu 0,5 až 30 mi-nut, po ktorej následuje vnútorná oxidáciapodpovrchových vrstiev vo vakuu 10'1 až 10'4torr pri teplote 500 až 1100 °K po dobu 5 až60 minút a vnútorná oxidácia sa vykonávážíháním na vzduchu alebo vo vákuu do 10'·1torr pri teplote 300 až 1000 °K po dobu 0,5 až20 minút bez predbežnej anodickej oxidácii. Zavedeme predbežnej anodickej oxidáciepovrchu a vnútornej oxidácie podpovrcho-vých vrstiev niobových například fólií, dró-tov do procesu přípravy supravodivých niób-cínových materiálov, zabezpečuje zlepšeniekvality povrchu, zvýšenie hustoty a homoge-nity supravodivej vrstvy, zváčšenie kritickejprúdovej hustoty pri zachovaní technologič-nosti materiálov a vysokých kritických teplot,charakteristických pre difúzne niób-cínovévrstvy a pokrytia. Předběžná anodická oxidá-cia povrchu a vnútorná oxidácia podpovrcho-vých vrstiev zlepšuje zmáčavosť'niobu a jehozliatinami s méďou, čo spósobuje získaniehomogénnejšej a po hrúbke rovnomernejšejsupravodivej vrstvy. Na takto pripravenejniobovéj podložke sa 1,5 až 2 zvášuje supra-vodivá niób-cínová vrstva po žíhaní, zmen-šuje sa rozměr zrna supravodivej zlúčeniny2 až 3 krát vo vytvorenej vrstvě, čo v koneč-nom dósledku má za následok zvýšenie kritic-kej prúdovej hustoty. Pri vnútornom anodic-kom naoxidovaní niób-cínových fólií znižujesa anizotropia kritického prúdu v priečnoma pozdížnom magnetickom poli. Napr. kritic-ký; prúd niób-cínových materiálov bez ano-dickej oxidácie mal pri 5T v priečnom poli25 A/mm, v pozdížnom poli 34 A/mm. U ma-teriálov připravených v analogických pod-mienkach difúzneho žíhania, ale podrobenýchvnútornej oxidácii, kritická prúdová hustotadosahovala pri 5T v priečnom poli 50 A/mma v pozdížnom 54 A/mm. Příklad 1 Pásku z niobu s 1,5 hmotnostných per centzirkónia, hrůbky 25 μϊη anodicky naoxiduje-me v 1 %-nom vodnom roztoku kyseliny fos-forečné j pri napatí 4 V/cm po dobu 1 minúty. PREDMET

   1. Spósob zvýšenia charakteristik supravodi- vých materiálov, vytvořený cestou1 difúzne- ho žíhania, v tavenine cínu alebo zliatiny cínu s méďou pocínovanej nióbovej fóliea nióbovej fólie alebo drótu legovaného do3 hmotnostných percent zirkónia, hafniaalebo titanu, vyznačujúci sa tým, že niobo- vá folia alebo drót sa podrobí vnútornejoxidácii anodickou cestou v 0,5 až 3 per-centnom vodnom roztoku kyseliny fosfo-rečnej pri napatí 3 až 6 V. cm'1 po dobu0,5 až 30 minút, po ktorej následuje vnú- Potom pásku žíháme pri 500 °C po dobu 10 až20 minút vo vákuu 4,5 .10'1 torr. Hněď zatým pásku pocínujeme v kúpeli cínu s 40 vá-hovými percentami médi pri 920 °C po dobu2 minút a žíháme vo vákuu 2 . 10'5 torr pri870 a 920 °C po dobu 60 minút. Po tomto spra-covaní kritická teplota Tc fólie je 17,6 a17,4 K, kritický prúd 90 až 130 A/mm. šv priečnom magnetickom poli 5T pri 4,2 K.Příklad 2 Nióbovú foliu čistoty 99,6 váhových per-cent sme anodicky naoxidovali v 1 až 3 %roztoku kyseliny fosforečnej po dobu 10 mi-nút pri 5 a 3 V/cm, žíhali vo.vákuu 10'1 torrpri 700 °C po dobu 40 minút, potom pocíno-vali pri 900 °C po dobu 4 minút v cínovomkúpeli a 30 váhových percent médi a žíhalipri 950 °C po dobu 10 minút vo vákuu 5.10"5torr. Po takomto spracovaní kritická teplotaTc vzoriek sa pohybovala od 17,4 do 17,5 Ka kritický prúd 32 až 40 A/mm . š v priečnompoli 5T pri 4,2 K. Na niób-cínových vzorkáchpřipravených v tých istých podmienkach bezpredbežnej anodickej oxidácie a vnútornejoxidácie sa dosiahol kritický prúd 25 A/mmv poli 5 T pri 4,2 K a Tc dosahovalo 17,2 až17,6 K. · Příklad 3 Nióbovú pásku s 1,5 hmotnostných percentzirkónia, hrůbky 20 μϊη vnútorne naoxiduje-me žíháním na vzduchu pri teplote 500 K podobu 3 minút, po ktorej pásku pocínujemev kúpeli cínu s 30 hmotnostnými percentamimédi pri teplote 1100 K po dobu 2 minút vovákuu 10“5 torr a žíháme pri teplote 1100 Kpo dobu 15 minút vo vákuu 10“5 torr. Kri-tický prúd takto pripravenej fólie bol 125A/mm . š v magnetickom poli 5T. Zvýšené kritické charakteristiky takto vy-robených materiálov dovol’uje ich použiť prezískanie vysokých polí v malom objeme, napr.supravodivých solenidov pre rózne oblasti vé-dy a techniky. torná oxidácia podpovrchových vrstiev vovákuu 10'1 až 10'4 torr pri teplote 500 až1100 °Kpo dobu 5 až 60 minút.
2. 2. Spósob zvýšenia charakteristik supravodi-vých materiálov podl’a bodu 1, vyznačujúcisa tým, že vnútorná oxidácia sa vykonávážíháním na vzduchu alebo vo vákuu do 10-3torr pri teplote 300 až 1000 °K po dobu 0,5až 20 minút bez predbežnej anodickej oxi-dácii.