CS272082B1 - Způsob zpracováni supravodivého materiálu - Google Patents

Abstract

způsob zpracováni supravodivého materiálu na bázi oxidů mědi/ barya a/nebo stronda a oxidu nejméně jednoho prvku ze skupiny tvořené lanthanem, carem/ praseodymam/ neodymem/ samariem, europiem, gadoliniem; terbiem, dysproslsm, holmlem, thullsm, yttsrbiam,' yttriem a akandlem. Způsob spoěivá v tom, že se eintrovaný supravodivý materiál rozemele na prášek; přidá ee 1 až 80 % hmot. práěkového stříbra nebo sloučeniny stříbra; která se zahřátlm rozloží, např, oxid etřibrný a ziekaná směs se zahřívá při teplotách 850 až 1 000 °C.

Description

Vynález se týká způsobu zpracováni supravodivého Materiálu na bázi oxidů módi, barya a/anebo stroncia a oxidu nejméně jednoho prvku zs skupiny tvořené lanthanem, care·, praseodymem; neodymea, samariem, europiem, gadoliniem/ terbiem, dysprosiem; holmiem; ytterbiem/ yttriem a skandiem

Materiály na bázi oxidů Médi, barya a/anebo stroncia a oxidu nejméně jednoho prvku ze skupiny tvořené lanthanem, cerem; prameodymem/ neodymem, samariem, europisa, gadoliniem, terbiem, dysprosiem, holmiem, ytterbiem, yttriem a skandiem představuji v současné době nový druh supravodičů/ nazývaných také vysokoteplotní/ umožňujících dosáhnout oproti dřivé známým supravodivým materiálům podstatně vyšší kritické teploty· Příkladem je Materiál Y-Ba-Cu-O/ ktorý je aožno udržovat v supravodivém stavu již při teplotě kapalného dusíku. Supravodivý stav těchto materiálů vykazuje rovnoěž silný Meissnerův jev, projevující se mino jiné odpuzováním magnetu od eupravodiče, Miniaturní permanentní magnet je například nadnášen nad supravodivým Materiálen ve tvaru destičky nebo plochého disku/ tablety. Meissnerův jev ee zároveň používá jako důkaz existence supravodivého stavu vzorků. Uvedené Materiály se většinou připravuji způsobem založeným na keramické technologii z výchozích práškových sloučenin. V případě YBagCu^O? jsou to oxidy YgOg, a CuO. čisté prášky oxidů se promlel v příslušném poměru kationtů a vzniklá směs se kalcinuje při teplotě asi 900 °C na vzduch nebo v proudu kyslíku po dobu několika hodin. Po slinováni za studená následuje žíháni v proudu kysliku při 900 až 1 000 °C opět po dobu několika hodin. Následuje chladnuti rychlosti asi 200 °C/hod, Další úpravy postupu, např. přidáváni přisad jiných prvků do výše uvedeného supravodivého materiálu, nepřinášejí významnější výhody nebo zlepšení vlastnosti Materiálu. SpolečnýM znakem stávejicích způsobů výroby je, že zetiM neumožňuji zhotovit supravodivé materiály vhodné pro použití v technické praxi. Výše popisovaného způsobu výroby bez přidávání přisad se využívá pro výrobu laboratorních a demonstračních vzorků/ pro známé technické aplikace supravodičů však tento způsob nevyhovuje. Pro technická supravodivá zařízení jsou v praxi nedostatečné zejména malá stálost supravodivých a mechanických vlastnosti, nízká odolnost proti poškození a některé další parametry. Dosud známé úpravy uvedeného zpfieobu výroby, při kterých jeou používány přísady jiných prvků/ vedly ke zlepšení např, mechanické odolnosti proti poškození; zároveň však docházelo k nežádoucímu snižováni kritické teploty a Meisjnerova jevu; nebo? je narušována struktury supravodivé fáze/ čímž se ztrácí hlavni výhoda vysokoteplotních supravodičů.

Uvedené nedostatky do značné míry odstraňuje způsob zpracování supravodivého materiálu na bázi oxidů mědi, barya a/nebo etroncie a oxidu nejméně jednoho prvku ze<akupiny tvořené lanthanem, cerem; praseodymem/ neodymem, samariem/ auropiem, gadoliniem, terbiem, dysprosiem, holniem; ytterbiem/ yttriem a skandiem podle vynálezu. Podstata vynálezu spočívá v tom, že se eintrovaný supravodivý materiál rozemele na práěek, k tomuto prášku ee přidá práškové stříbro nebo sloučenina stříbra, které se zahřátim rozloží, a výhodou oxid stříbrný, v množství 1 až 80 % hmotnostních/ promisi se a získaná směs se po slisováni postupně zahřívá až na teplotu 850 až 1 000 °C/ na této teplotě se ponechá 10 minut ež 15 hodin; načež ee nechá vychladnout,

Způaab zpracováni supravodivého materiálu podle vynálezu má řadu výhod. Umožňuje zejména vyrábět supravodivé materiály s vyššímu užitnými vlastnostmi. Zhotovené materiály mají vysoké hodnoty kritických teplot a vykazují Meissnerův jev obdobně jako čisté materiály bez přisad; přičemž zároveň mají zlepšenou odolnost proti poškození a opotřebení, jakož i časovou stálost supravodivých vlastnosti. Důsledkem toho je značné snížení zmetkovitosti a usnadněni mechanického opracováni. Tyto výhody jsou značným přínosem pro výrobu technických supravodičů. Přes uvedené výhody se nezvyšuje technická obtížnost výroby oproti stávejícím způsobům a ve většině případů může být použito známých dosavadních výrobních zařízeni.

Způaob zpracováni podle vynálezu je blíže oevětlen v následujících příkladech.

CS 272 082 Bl 2

Příklad 1

Supravodivý keramický materiál YBa₂Cu₃0₇, což je ortorombická modifikace; byl rozdrcen a rozemlet na střední velikost zrna pod 10 ^um a důkladně promíchán s přidaným Ag₂0. Po tepelném rozkladu oxidu stříbrného Ag₂O a úniku kyslíku bylo ve zbylém materiálu zjištěno 50 hmot· % Ag. Vzniklý práěek byl slisován de tablet o průměru 16 mm a výšce 2 mm. Tablety byly ohřátý v proudu kyslíku na teplotu 920 °C, na které byly ponechány po dobu 1 hod·, načež byly zvolna ochlazeny v peci stále v atmosféře proudícího kyslíku. Takto sssintrované tablety byly podrobeny rentgenové difrakční analýze. Ta ukázala, že vzniklý materiál obsahuje supravodivou ortorombickou fázi YBa₂Cu₃0₇ beze stopy nssupravodivé fáze tetragonálni, a dále že obsahuje nezreagované stříbro. Vzorky byly při teplotě varu kapalného dusíku, tj. při 77 K,‘ supravodivé a vykazovaly Meiesnerův jev, který se projevoval nadnášením permanentního magnetu SmCO_g o rozměrech 3 x 3 x 3 mm ve vzduchu nad tabletou.

Přiklad 2

Stejným způsobem jako v přikladu 1 byly zhotoveny tablety stejných rozměrů s obsahem Ag 1 a 5 hmot· % a ohřátý na teplotu 920 °C, na níž byly udržovány 15 hodin. Tablety opět vykazovaly při 77 K Meiesnerův jev· Rentgenovou difrakční analýzou bylo opět zjištěno; že materiál.obsahuje supravodivou ortorombickou fázi Y.Ba₂Cu₃0₇ beze stopy tetragonální fáze·

Příklad 3

Stejným způsobem a ve stejných rozměrech jako v příkladu 1 byl vyroben vzorek o obsahu 30 % hmot· Po ohřevu byl na teplotě 1 OOO °C držen 10 minut v proudícím kyslíku. Oalší vzorek stejných rozměrů; ale s obsahem 80.% hmot. Ag byl ohřát v proudícím kyslíku na 890 °C a udržován na této teplotě 1 hodinu. Oba vzorky po ochlazení opět vykazovaly Meiesnerův jev. Obdobně byly zhotoveny i další vzorky supravodivého materiálu s příměsemi 1 až 80 % hmot, stříbra.

Způsob zpracováni podle vynálezu lze realizovat na běžných zařízeních; známých z práškové 'metalurgie. Rozemletí na prášek je vzhledem ke křehkosti supravodivého materiálu poměrně snadné a s výhodou se provádí po hrubém rozdrceni např· v kulovém nebo třecím mlýnu· 3ako přísady lze použit mj· běžně dostupného práškového oxidu stříbrného. Lisováni po promiseni směsi se provádi zpravidla za studená v obvyklých lisovacích nástrojích. Může být použito různých lisovacích tlaků, přičemž pro uspokojivé výsledky postačuji např. hodnoty 0,5 GPs. Ohřev a tepelné zpracování ee provádí např. v elektrických odporových pecích/ s výhodou v atmosféře proudícího kyslíku a s pomalým chlazením, např. rychlostí 100 ΐς/hod.

Způsob podle vynálezu lze využít při výrobě supravodivých materiálů.

Claims (1)

1. Způsob zpracováni supravodivého materiálu na bázi oxidů mědi, barya a/nebo stroncia a oxidu nejméně jednoho prvku ze skupiny tvořené lanthanam, cerem, praseodymem, neodymem, samariem, europiem, gadoliniem/ terbiem, dysprosiem,* holmiem, erbiem thuliem, yttsrbiem; yttriem a skandiem, vyznačený tim, že se sintrovaný supravodivý materiál rozemele na práěek, k tonuto prášku se přidá práškové stříbro nebo sloučenina stříbra, která se zahřátí» rozloží; s výhodou oxid stříbrný, v množství 1 až 80 % hmotnostních, promisi se a získaná směs se po slisování postupně zahřívá až na teplotu 850 až 1 OOO ^eC, na této teplotě se ponechá 10 minut až 15 hodin; načež se nechá vychladnout.