CS268564B1

CS268564B1 - SpČaob přípravy supravodiče a kritickou teplotou nad 30 K

Info

Publication number: CS268564B1
Application number: CS874040A
Authority: CS
Inventors: Vladimir Ml Ing Csc Hajko; Pavel Ing Csc Diko; Kornel Rndr Csc Csach; Stefan Ing Csc Molokac
Original assignee: Vladimir Ml Ing Csc Hajko; Pavel Ing Csc Diko; Kornel Rndr Csc Csach; Stefan Ing Csc Molokac
Priority date: 1987-06-03
Filing date: 1987-06-03
Publication date: 1990-03-14
Also published as: CS404087A1

Description

Vynález sa týká spósobu přípravy supravodiče e kritickou teplotou nad 30 K.

Po roku 1906 ea v technickej praxi využívali zliatiny vačSinou na báze niobu, ktoré vykazovali supravodivost s maximálnou teplotou přechodu do nonsálneho stavu T_c23 K. Ani v laboratórnych podmienkach neboli do roku 1906 připravené materiály e kritickou teplotou vyššou než 23,6 K (kritická teplota supravodivéj zliatiny Nb^Ge).

Po roku 1906 ea vo evetovej odbornéJ literature objevili správy o supravodivých materiáloch s kritickou teplotou nad 3θ K. (napr. G. Bednarz, K.A, Muller, J, Phys, B64 (1906) 109; J. Cava a kol., Phys. Rev. Lett. 50 (19Θ7) 40Θ; C. W. Chu a kol., Phys. Rev. Lett. 58 (1987) 405). Jedné se o tzv. supravodivé keramiky na báze oxidov vzácných zemin, bária a médi. Spósob přípravy spočívá v tavení oxidov vzácných zemin, bária a médi po ich predchodzom zlisovaní a následnom tepelnom spracovaní žíháním na vzduchu alebo kyslíkovej atmosféře. Hlavnými nevýhodami tohto sposobu je vysoký podiel drahých surovin (až 50 % ) a výsledný produkt ea zatial' nedá v technickej praxi využit aj keá vysoká kritická teplota (nad teplotou varu kvapalného dusíka)je z hl'adiska technicksj praxe velmi atraktivně.

Uvedené nedostatky rieSi spósob přípravy'supravodiče s kritickou teplotou nad 30 K podlá vynálezu, ktorého podstata spočívá v tom, že ea vytvoří zliatina vSeobecného vzore a I ^/Re-^D/ x “l-x /1/ kde Re znamená prvok zo skupiny vzácných zemin, alebo prvok 3a podskupiny periodickej tabulky prvkov, D znamená prvok 2a podskupiny periodiokej tabul'ky prvkov, M znamená kov a x je hodnota v rozmedzí 10“^ až 5·10^-^·. Zliatina sa nechá oxidovať v atmosféře obsahujúcej kyslík, výhodné v kyslíkovéj atmosféře, pri teplotě přednostněj oxidácie prvkov Re a D, s výhodou při teplota do 800 K po dobu vytvorenia oxidovej vrstvy s koncentráciou prvkov Re, D odpovedajúcou supravodivéj fáze.

Přitom atomárny poměr medzi prvkom vzácnej zeminy alebo prvkom 3a podskupiny a prvkon 2a poskupiny periodickej tabul'ky sa volí v nepriamom pomere ich difúznych koeficientov v kovověj matrici tak, aby pri tepelnom spracovaní sa na povrchu vytvořila Struktura zodpovědná za supravodivost. Vo věčSine prípadov sa jedná o perovekitovú Strukturu, přitom podiel vzácnej zeminy alebo prvku 3a podskupiny a prvku 2a podskupiny v zliatine je v rozmedzí 0,01 % až 50 % v závislosti od požadovanej hrůbky supravodivej vrstvy. Z hladiska nákladov a technických parametrov je najvhodnejší 5 $-ný sumárny podiel týchto dvoch prvkov.

Takto připravená zliatina sa nechá oxidovat v atmosféře obsahujúcej kyslík výhodné v spektrálné čistom kyslíku pri teploto prednostnej oxidácie prvku vzácnej zeminy alebo prvku 3a podskupiny a prvku 2a podskupiny periodickej tabulky po dobu vytvorenia oxidovej vrstvičky s koncentráciou odpovedajúcou supravodivej fáze.

Hlavné výhody spoaobu přípravy podlá vynálezu eú:

- zo zliatiny je možné tvarováním připravit materiály vhodné pre technická prax

- pri výrobě sa uSetrí viac než 45 % drahých materiálov pri nezměněných technických parametrech supravodiče.

Predmet vynálezu je demonstrovaný na příkladech prevedenia.

Příklad 1

Příprava supravodiče Sm-Ca-CuO^ a) Příprava zliatiny:

navážka	3		ar. Sm	Samárium	99,9 %
	2	%	at. Ca	Vápník	99,9 %
	95	%	at. Cu	Meó	99,99 %

,CS 268564 Bl

Zliatina sa vytvoří tavením v inertnej atmosféře (spektrálná čistý argon) pri tla1·.ι 0,0.1 Ml'» n teplota 14.)O K po dobu 5 min. pomocou strodorrokvončndho ohřevu. Potom následuje schladenie na izbovú teplotu s rýchlosťou chladenia 1 K/s.

b) Příprava supravodivéj vzorky:

zo zliatiny sa vyřeže napr. pomocou elektroiskrovej řezačky kváder rozmerov 0,4x1, 2x10 nuP, ktorý sa vyleští (drsnost povrchu je menšia než 0,8 ČSN 014450), omyje v čistom benzíne a opláchne v etylalkohole. Následné sa žíhá na vzduchu pri teplete 600 K po dobu JO min a nechá sa vychladnut.

Nameraná kritická teplota je 39 K.

Příklad 2

Příprava supravodiče Sm-Ba-CuO^ ·

a) Příprava zliatiny:

navážka J % Sm Samárium 99,9 % % Ba Bárium 99,9 % .

% Cu Med 99,9 % talší postup ako v případe la).

b) Příprava supravodivéj vzorky:

zo zliatiny sa vyřeže hranol 0,4x1,2x10 mm^. Po vyleštění (drsnost menšia než 0,8 podlá ČSN 014450) sa očistí čistým benzínem a omyje etylalkoholom. Následné sa žíhá na vzduchu po dobu 30 min. a v kyslíkovej atmosféře po dobu JO min. v oboch prípadoch pri teplete 600 K a nechá sa vychladnúť. Nameraná kritická teplota je 6J K.

Příklad J

Příprava supravodiče Y-Ba-CuO^

a) Příprava zliatiny:

navážka J	%	I	Ytrium	99,9 %
2	%	Ba	Bárium	• 99,9 %
95	%	Cu	Meď	99,99 %

talej sa postupuje ako v příklade la).

b) Příprava supravodivéj vzorky:

Postupuje ea ako v příklade 2b). Nameraná kritická teplota je 87 K.

Příklad 4

Příprava supravodiče Gd-Ba-CuO?

a) Příprava zliatiny:

navážka 5 $ Gd Gadolinium ♦ Ba Bárium, pričom molárny poměr Gd:Ba =1:2 a čistota materiálov Gd,Ba je 99,9 %

Ůalší postup je ako v příklade la).

b) Příprava supravodivéj vzorky:

Postup ako v příklade 1b), pričom žihacia teplota Je 650 K a doba žíhania 60 min.

Nameraná kritická teplota je 90 K. '

CS 268564 Bl

Příklad 5

Připraví supravodič» Eu-Ba-CuOy

a) Příprava zliatlny:

navážka 5 % Eu Europium + Ba Barium pričom molárny poměr Eu:Ba = 1:2 a čistota materiálov Eu, Ba je 99,9 %, 95 % Cu Meď čistoty 99,99 %.

Ďalší postup je ako v příklade la).

b) Příprava supravodivej vzorky:

Postup je rovnaký ako v příklade 1b). Nameraná kritická teplota je 93 K.

Zliatiny je možná připravit v tvare hranola, válca, drčtu, káblika a pod.

Claims

PREDMET VYNÁLEZU

1. Spčeob přípravy supravodiča s kritickou teplotou nad 30 K, vyznačujdci sa tým, že zliatina věeobecného vzorca I /Re-D/_X Μ_1χ /1/ kde Re znamená prvok zo skupiny vzácných zemin, alebo prvok 3a podskupiny periodickej tabulky prvkov,

D znamená prvok 2a podskupiny periodickej tabulky prvkov,

M znamená kov a x je hodnota v rozmedzí 10“⁴ až 5·1θ \ sa nechá oxidovat v atmosféře obsahujúcej kyslík, při teplote prednostnej oxidácie prvkov Re a D, s výhodou při teplote do 800 K, po dobu vytvorenia oxidovej vrstvy s koncentráciou prvkov Re, D odpovedajúcou supravodivej fáze.
2. Sposob přípravy podlá bodu 1, vyznačuje sa tým, že kov M je med.
3. Spdsob přípravy podlá bodu 1 a 2, vyznačujdci sa tým, že atomámy poměr medzi prvkami Re:D je v nepriamom pomere ich difúznych koeficientov v kove M vedúcom k tvorbě supravodivej zlúčeniny, najma perovskitovej a hodnota x je do 0,05.
4. Spčsob přípravy podia 1 až 3, vyznačujdci sa tým, že ea zliatina nechá oxidovat v kysli kovej atmosféře.