CS268564B1 - The superconductor preparation process and a critical temperature above 30 K - Google Patents

The superconductor preparation process and a critical temperature above 30 K Download PDF

Info

Publication number
CS268564B1
CS268564B1 CS874040A CS404087A CS268564B1 CS 268564 B1 CS268564 B1 CS 268564B1 CS 874040 A CS874040 A CS 874040A CS 404087 A CS404087 A CS 404087A CS 268564 B1 CS268564 B1 CS 268564B1
Authority
CS
Czechoslovakia
Prior art keywords
elements
preparation
alloy
subgroup
critical temperature
Prior art date
Application number
CS874040A
Other languages
Czech (cs)
Slovak (sk)
Other versions
CS404087A1 (en
Inventor
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 (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Vladimir Ml Ing Csc Hajko, Pavel Ing Csc Diko, Kornel Rndr Csc Csach, Stefan Ing Csc Molokac filed Critical Vladimir Ml Ing Csc Hajko
Priority to CS874040A priority Critical patent/CS268564B1/en
Publication of CS404087A1 publication Critical patent/CS404087A1/en
Publication of CS268564B1 publication Critical patent/CS268564B1/en

Links

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E40/00Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
    • Y02E40/60Superconducting electric elements or equipment; Power systems integrating superconducting elements or equipment

Landscapes

  • Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
  • Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)

Abstract

Riešenie spočívá v přípravě zliatiny všeobecného vzorca I /Re-D/(x)M(l-x) /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 aj 5.10-I, s nasledujúcou oxidáoiou v atmosféře obsahu- ’ júcej kyslík, s výhodou v kyslíkovej ' atmosféře, pri teplote přednostněj oxidácie prvkov Re a D, s výhodou pri teplote do 800 K, po dobu vytvorenia j oxidovéj vrstvy s koncentróciou prvkov Re a D odpovedajúcou supravodivej fáze. Kritická teplota supravodiča sa mění od 30 K do 93 K v závislosti od vzácnej zeminy a spósobu tepelného spracovania. Tieto supravodiče je možné použit v technickej praxi tam, kde sa požadujú supravodiče s teplotou přechodu pod 30 K.The solution consists in preparing an alloy of the general formula I /Re-D/(x)M(l-x) /1/ where Re means an element from the rare earth group, or an element of subgroup 3a of the periodic table of elements, D means an element of subgroup 2a of the periodic table of elements, M means a metal and x is a value in the range of 10-4 and 5.10-I, with subsequent oxidation in an oxygen-containing atmosphere, preferably in an oxygen atmosphere, at a temperature of preferential oxidation of the elements Re and D, preferably at a temperature of up to 800 K, for the period of formation of an oxide layer with a concentration of the elements Re and D corresponding to the superconducting phase. The critical temperature of the superconductor varies from 30 K to 93 K depending on the rare earth and the method of heat treatment. These superconductors can be used in technical practice where superconductors with a transition temperature below 30 K are required.

Description

Vynález sa týká spósobu přípravy supravodiče e kritickou teplotou nad 30 K.The invention relates to a process for the preparation of a superconductor with a critical temperature above 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 Tc 23 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).After 1906, they used in technical practice mostly niobium-based alloys, which showed superconductivity with a maximum transition temperature to the nonsal state T c 23 K. Even in laboratory conditions, materials with a critical temperature higher than 23.6 K were not prepared until 1906 (critical temperature of the superconducting alloy 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.After 1906 and in the European literature, reports of superconducting materials with critical temperatures above 3θ K were discovered (e.g. G. Bednarz, KA, Muller, J, Phys, B64 (1906) 109; J. Cava et al., Phys. Rev. Lett. 50 (19-7) 40Θ; CW Chu et al., Phys. Rev. Lett. 58 (1987) 405). These are the so-called superconducting ceramics based on rare earth oxides, barium and media. The method of preparation consists in melting rare earth oxides, barium and media after their previous pressing and subsequent heat treatment by annealing in air or oxygen atmosphere. The main disadvantages of this method are the high proportion of expensive raw materials (up to 50%) and the resulting product and so far cannot be used in technical practice, even the high critical temperature (above the boiling point of liquid nitrogen) is very attractive from technical point of view.

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.These disadvantages are solved by a method for preparing a conductor with a critical temperature above 30 K according to the invention, the essence of which consists in that ea forms an alloy of the general pattern and I / Re - D / x “lx / 1 / where Re represents an element from the group of rare earths, 3a element or subgroup of the periodic table D is the element 2a subgroup periodiokej page table elements, M is a metal and x is a value in the range of 10 "^ to 5 · 10 - · ^. The alloy is oxidized in an oxygen-containing atmosphere, preferably in an oxygen atmosphere, at a preferred oxidation temperature of the elements Re and D, preferably at a temperature of up to 800 K for the formation of an oxide layer with a concentration of elements Re, D corresponding to the superconducting phase.

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.The atomic ratio between the rare earth element or element 3a of the subgroup and the element 2a of the subgroup of the periodic table is chosen in an indirect ratio of their diffusion coefficients in the metal matrix so that a structure responsible for superconductivity is formed on the surface during heat treatment. In most cases, it is a perovite structure, the proportion of rare earth or subgroup element 3a and subgroup element 2a in the alloy being in the range of 0.01% to 50%, depending on the desired thickness of the superconducting layer. From the point of view of costs and technical parameters, the most suitable is a $ 5 total share of these two elements.

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.The alloy thus prepared is allowed to oxidize in an oxygen-containing atmosphere preferably in spectral pure oxygen during the heat preferential oxidation of a rare earth element or subgroup element 3a and subgroup element 2a of the Periodic Table for the formation of an oxide layer with a concentration corresponding to the superconducting phase.

Hlavné výhody spoaobu přípravy podlá vynálezu eú:The main advantages of the preparation process according to the invention are:

- zo zliatiny je možné tvarováním připravit materiály vhodné pre technická prax- it is possible to prepare materials suitable for technical practice from the alloy by shaping

- pri výrobě sa uSetrí viac než 45 % drahých materiálov pri nezměněných technických parametrech supravodiče.- during production, more than 45% of expensive materials are saved with unchanged technical parameters of the superconductor.

Predmet vynálezu je demonstrovaný na příkladech prevedenia.The subject of the invention is demonstrated by means of exemplary embodiments.

Příklad 1Example 1

Příprava supravodiče Sm-Ca-CuO^ a) Příprava zliatiny:Preparation of Sm-Ca-CuO 2 superconductor a) Preparation of alloy:

navážka weight 3 3 ar. Sm ar. Sm Samárium Samarium 99,9 % 99.9% 2 2 % % at. Ca at. Ca Vápník Calcium 99,9 % 99.9% 95 95 % % at. Cu at. Cu Meó Meó 99,99 % 99.99%

,CS 268564 Bl, 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.The alloy is formed by melting in an inert atmosphere (spectral pure argon) at a pressure of 0.0.1 ml and a temperature of 14. 10 DEG C. for 5 minutes. by means of strodorroquon heating. This is followed by cooling to room temperature with a cooling rate of 1 K / s.

b) Příprava supravodivéj vzorky:b) Preparation of the superconducting sample:

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.a block of dimensions 0.4x1, 2x10 nuP is cut from the alloy, for example, using an electric spark cutter, which is polished (surface roughness is less than 0.8 ČSN 014450), washed in pure gasoline and rinsed in ethyl alcohol. It is then annealed in air at 600 K for 10 minutes and allowed to cool.

Nameraná kritická teplota je 39 K.The measured critical temperature is 39 K.

Příklad 2Example 2

Příprava supravodiče Sm-Ba-CuO^ ·Preparation of superconductor Sm-Ba-CuO ^ ·

a) Příprava zliatiny:a) Alloy preparation:

navážka J % Sm Samárium 99,9 % % Ba Bárium 99,9 % .weight J% Sm Samarium 99.9%% Ba Barium 99.9%.

% Cu Med 99,9 % talší postup ako v případe la).% Cu Med 99.9% the same procedure as in case la).

b) Příprava supravodivéj vzorky:b) Preparation of the superconducting sample:

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.a prism 0.4x1.2x10 mm2 is cut from the alloy. After polishing (roughness less than 0.8 according to ČSN 014450), it is cleaned with pure gasoline and washed with ethyl alcohol. It is then annealed in air for 30 minutes. and in an oxygen atmosphere for a period of JO min. in both cases at a heat of 600 K and allowed to cool. The measured critical temperature is 6J K.

Příklad JExample J

Příprava supravodiče Y-Ba-CuO^Preparation of the Y-Ba-CuO 2 superconductor

a) Příprava zliatiny:a) Alloy preparation:

navážka J weight J % % I AND Ytrium Yttrium 99,9 % 99.9% 2 2 % % Ba Ba Bárium Barium • 99,9 % • 99.9% 95 95 % % Cu Cu Meď Copper 99,99 % 99.99%

talej sa postupuje ako v příklade la).The procedure is as in Example 1a).

b) Příprava supravodivéj vzorky:b) Preparation of the superconducting sample:

Postupuje ea ako v příklade 2b). Nameraná kritická teplota je 87 K.Proceed as in Example 2b). The measured critical temperature is 87 K.

Příklad 4Example 4

Příprava supravodiče Gd-Ba-CuO?Preparation of Gd-Ba-CuO superconductor?

a) Příprava zliatiny:a) Alloy preparation:

navážka 5 $ Gd Gadolinium ♦ Ba Bárium, pričom molárny poměr Gd:Ba =1:2 a čistota materiálov Gd,Ba je 99,9 %weight 5 $ Gd Gadolinium ♦ Ba Barium, where the molar ratio Gd: Ba = 1: 2 and the purity of materials Gd, Ba is 99.9%

Ůalší postup je ako v příklade la).The next procedure is as in Example la).

b) Příprava supravodivéj vzorky:b) Preparation of the superconducting sample:

Postup ako v příklade 1b), pričom žihacia teplota Je 650 K a doba žíhania 60 min.The procedure is as in Example 1b), the annealing temperature being 650 K and the annealing time being 60 min.

Nameraná kritická teplota je 90 K. 'The measured critical temperature is 90 K. '

CS 268564 BlCS 268564 Bl

Příklad 5Example 5

Připraví supravodič» Eu-Ba-CuOyPrepares the superconductor »Eu-Ba-CuOy

a) Příprava zliatlny:a) Preparation of the alloy:

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 %.weight 5% Eu Europium + Ba Barium where the molar ratio Eu: Ba = 1: 2 and the purity of the materials Eu, Ba is 99.9%, 95% Cu Copper purity 99.99%.

Ďalší postup je ako v příklade la).The further procedure is as in Example 1a).

b) Příprava supravodivej vzorky:b) Preparation of the superconducting sample:

Postup je rovnaký ako v příklade 1b). Nameraná kritická teplota je 93 K.The procedure is the same as in Example 1b). The measured critical temperature is 93 K.

Zliatiny je možná připravit v tvare hranola, válca, drčtu, káblika a pod.Alloys can be prepared in the shape of a prism, cylinder, grit, cable, etc.

Claims (4)

PREDMET VYNÁLEZUOBJECT OF THE INVENTION 1. Spčeob přípravy supravodiča s kritickou teplotou nad 30 K, vyznačujdci sa tým, že zliatina věeobecného vzorca I /Re-D/X Μ /1/ kde Re znamená prvok zo skupiny vzácných zemin, alebo prvok 3a podskupiny periodickej tabulky prvkov,A process for the preparation of a superconductor with a critical temperature above 30 K, characterized in that the alloy of general formula I / Re-D / X Μ / 1 / wherein Re represents an element from the group of rare earths, or element 3a of the subgroup of the periodic table of elements, D znamená prvok 2a podskupiny periodickej tabulky prvkov,D represents element 2a of the subgroup of the periodic table of elements, 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.M is a metal and x is a value in the range of 10 ° 4 to 5 · 1θ. , D corresponding to the superconducting phase. 2. Sposob přípravy podlá bodu 1, vyznačuje sa tým, že kov M je med.2. The preparation method according to item 1, characterized in that the metal M is honey. 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 0,05.3. The preparation method according to items 1 and 2, characterized in that the atomic ratio between the elements Re: D is in an indirect ratio of their diffusion coefficients in the metal M leading to the formation of a superconducting compound, especially perovskite, and the value x is up to 0.05. 4. Spčsob přípravy podia 1 až 3, vyznačujdci sa tým, že ea zliatina nechá oxidovat v kysli kovej atmosféře.4. A process according to claims 1 to 3, characterized in that the alloy is oxidized in an acidic atmosphere.
CS874040A 1987-06-03 1987-06-03 The superconductor preparation process and a critical temperature above 30 K CS268564B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CS874040A CS268564B1 (en) 1987-06-03 1987-06-03 The superconductor preparation process and a critical temperature above 30 K

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CS874040A CS268564B1 (en) 1987-06-03 1987-06-03 The superconductor preparation process and a critical temperature above 30 K

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CS404087A1 CS404087A1 (en) 1989-08-14
CS268564B1 true CS268564B1 (en) 1990-03-14

Family

ID=5382196

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CS874040A CS268564B1 (en) 1987-06-03 1987-06-03 The superconductor preparation process and a critical temperature above 30 K

Country Status (1)

Country Link
CS (1) CS268564B1 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
CS404087A1 (en) 1989-08-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5047391A (en) Process for producing a high-temperature superconductor and also shaped bodies composed thereof
US6284712B1 (en) Processing of oxide superconductors
JP3332334B2 (en) Superconductor and method of manufacturing the same
US4950643A (en) Metalorganic deposition process for preparing heavy pnictide superconducting oxide films
USRE35376E (en) Metal oxide 247 superconducting materials
CS268564B1 (en) The superconductor preparation process and a critical temperature above 30 K
US5082688A (en) Processes of forming Ag doped conductive crystalline bismuth mixed alkaline earth copper oxide films
Lee et al. Synthesis and properties of Hg0. 7Pb0. 3 (BaSr) 2Ca2Cu3Oz superconductors
Wong-Ng et al. Effect of PO2 and Ag on the phase formation of the Bi (Pb)-2223 superconductor
US5118662A (en) Article comprising conductive film of crystalline bismuth mixed alkaline earth oxide containing silver
US5041417A (en) Conductive articles and intermediates containing heavy pnictide mixed alkaline earth oxide layers
US5162299A (en) Preparation of superconducting oxide precursor materials by pyrolysis from concentrated nitric acid solution
EP0396478A2 (en) Processes of forming conductive films and articles so produced
EP0452352B1 (en) Multiphase superconductor and process for manufacturing it
Komatsu High-Tc superconducting glass-ceramics and fibers
JP3889139B2 (en) Oxide superconductor containing silver and method for producing the same
JP3174847B2 (en) Superconducting whisker and manufacturing method thereof
EP0356352A2 (en) Yttrium rich conductive articles and processes for their preparation
Kao et al. Effects of silver on the phase formation of the Bi-Pb-Sr-Ca-Cu-O superconductors
Parrella et al. Phase formation in Ag-sheathed (Bi, Pb)/sub 2/Sr/sub 2/Ca/sub 2/Cu/sub 3/O/sub 10/tapes using a one-and two-powder process with and without Ag additions
JPH04292420A (en) Superconducting compound and method for its preparation
JP3053238B2 (en) Method for producing Bi-based oxide superconductor
EP0334093A2 (en) Conductive articles and processes for their preparation
Adachi et al. Increase of the Meissner volume fraction in O2-HIP processed La1. 85Ca1. 15Cu2O6 samples
JPH04296408A (en) Oxide superconducting wire rod and manufacture thereof