DE10307643B4 - High-temperature superconducting body and method for its production - Google Patents
High-temperature superconducting body and method for its production Download PDFInfo
- Publication number
- DE10307643B4 DE10307643B4 DE10307643A DE10307643A DE10307643B4 DE 10307643 B4 DE10307643 B4 DE 10307643B4 DE 10307643 A DE10307643 A DE 10307643A DE 10307643 A DE10307643 A DE 10307643A DE 10307643 B4 DE10307643 B4 DE 10307643B4
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- group
- reba
- elements
- mol
- molar amount
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 32
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 6
- 241000954177 Bangana ariza Species 0.000 claims abstract description 22
- 229910052729 chemical element Inorganic materials 0.000 claims abstract description 19
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 19
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims abstract description 15
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims abstract description 14
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims abstract description 7
- 229910052741 iridium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 229910052707 ruthenium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 229910052703 rhodium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 claims description 11
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 claims description 11
- 239000000155 melt Substances 0.000 claims description 10
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 claims description 9
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 6
- 229910052784 alkaline earth metal Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 150000001342 alkaline earth metals Chemical class 0.000 claims description 2
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 15
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 15
- 239000000463 material Substances 0.000 description 10
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 8
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 239000002887 superconductor Substances 0.000 description 7
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 6
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 5
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 4
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 4
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 4
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 4
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 3
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 2
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 2
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 238000000265 homogenisation Methods 0.000 description 2
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 2
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000002910 rare earth metals Chemical class 0.000 description 2
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910009203 Y-Ba-Cu-O Inorganic materials 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052788 barium Inorganic materials 0.000 description 1
- DSAJWYNOEDNPEQ-UHFFFAOYSA-N barium atom Chemical compound [Ba] DSAJWYNOEDNPEQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000013590 bulk material Substances 0.000 description 1
- 238000001311 chemical methods and process Methods 0.000 description 1
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 1
- 230000004927 fusion Effects 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 description 1
- 238000010583 slow cooling Methods 0.000 description 1
- 239000011343 solid material Substances 0.000 description 1
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 description 1
- 241000894007 species Species 0.000 description 1
- 238000003892 spreading Methods 0.000 description 1
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 1
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 229910000601 superalloy Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/626—Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B
- C04B35/62605—Treating the starting powders individually or as mixtures
- C04B35/6261—Milling
- C04B35/6262—Milling of calcined, sintered clinker or ceramics
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/01—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
- C04B35/45—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on copper oxide or solid solutions thereof with other oxides
- C04B35/4504—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on copper oxide or solid solutions thereof with other oxides containing rare earth oxides
- C04B35/4508—Type 1-2-3
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/626—Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B
- C04B35/63—Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B using additives specially adapted for forming the products, e.g.. binder binders
- C04B35/6303—Inorganic additives
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/653—Processes involving a melting step
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N60/00—Superconducting devices
- H10N60/01—Manufacture or treatment
- H10N60/0268—Manufacture or treatment of devices comprising copper oxide
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N60/00—Superconducting devices
- H10N60/01—Manufacture or treatment
- H10N60/0268—Manufacture or treatment of devices comprising copper oxide
- H10N60/0296—Processes for depositing or forming copper oxide superconductor layers
- H10N60/0352—Processes for depositing or forming copper oxide superconductor layers from a suspension or slurry, e.g. screen printing or doctor blade casting
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N60/00—Superconducting devices
- H10N60/80—Constructional details
- H10N60/85—Superconducting active materials
- H10N60/855—Ceramic superconductors
- H10N60/857—Ceramic superconductors comprising copper oxide
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
- C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
- C04B2235/3201—Alkali metal oxides or oxide-forming salts thereof
- C04B2235/3203—Lithium oxide or oxide-forming salts thereof
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
- C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
- C04B2235/3205—Alkaline earth oxides or oxide forming salts thereof, e.g. beryllium oxide
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
- C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
- C04B2235/3205—Alkaline earth oxides or oxide forming salts thereof, e.g. beryllium oxide
- C04B2235/3213—Strontium oxides or oxide-forming salts thereof
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
- C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
- C04B2235/3205—Alkaline earth oxides or oxide forming salts thereof, e.g. beryllium oxide
- C04B2235/3215—Barium oxides or oxide-forming salts thereof
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
- C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
- C04B2235/3224—Rare earth oxide or oxide forming salts thereof, e.g. scandium oxide
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
- C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
- C04B2235/3224—Rare earth oxide or oxide forming salts thereof, e.g. scandium oxide
- C04B2235/3225—Yttrium oxide or oxide-forming salts thereof
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
- C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
- C04B2235/327—Iron group oxides, their mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof
- C04B2235/3279—Nickel oxides, nickalates, or oxide-forming salts thereof
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
- C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
- C04B2235/3281—Copper oxides, cuprates or oxide-forming salts thereof, e.g. CuO or Cu2O
- C04B2235/3282—Cuprates
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
- C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
- C04B2235/3284—Zinc oxides, zincates, cadmium oxides, cadmiates, mercury oxides, mercurates or oxide forming salts thereof
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
- C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
- C04B2235/3289—Noble metal oxides
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
- C04B2235/40—Metallic constituents or additives not added as binding phase
- C04B2235/408—Noble metals
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/65—Aspects relating to heat treatments of ceramic bodies such as green ceramics or pre-sintered ceramics, e.g. burning, sintering or melting processes
- C04B2235/656—Aspects relating to heat treatments of ceramic bodies such as green ceramics or pre-sintered ceramics, e.g. burning, sintering or melting processes characterised by specific heating conditions during heat treatment
- C04B2235/6565—Cooling rate
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/70—Aspects relating to sintered or melt-casted ceramic products
- C04B2235/80—Phases present in the sintered or melt-cast ceramic products other than the main phase
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/70—Aspects relating to sintered or melt-casted ceramic products
- C04B2235/96—Properties of ceramic products, e.g. mechanical properties such as strength, toughness, wear resistance
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
Abstract
Hochtemperatursupraleitender Körper, enthaltend die supraleitende Verbindung vom Typ REBa2Cu3O7 und metallische Zusätze in oxidischer Form hergestellt mit einem Schmelztexturierungsprozess, wobei RE das chemische Element Y oder eines der chemischen Elemente mit der PSE-Ordnungszahl 57 bis 71 oder eine Mischung der genannten Elemente ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Körper als Zusätze eines oder mehrere der chemischen Elemente aus einer mit Ru, Ir und Rh gebildeten Gruppe A und eines oder mehrere der chemischen Elemente aus einer mit Zn, Li, Ni und Pd gebildeten Gruppe B enthält, wobei die molare Menge n des Zusatzes der Gruppe A j e 1 Mol REBa2Cu3O7 mit 0, 01 < n < 0; 3 und die molare Menge m des Zusatzes der Gruppe B je 1 Mol REBa2Cu3O7 mit 0,001 < m < 0,1 gewählt ist, und dass der schmelztexturierte Körper aus einer supraleitenden Matrix besteht, in der neben einem oder mehreren Elementen der Gruppe B...High-temperature superconductive body containing the superconducting compound of the REBa 2 Cu 3 O 7 type and metallic additives in oxidic form prepared by a melt-texturing process, wherein RE is the chemical element Y or one of the chemical elements having the PSE atomic number 57 to 71 or a mixture of the above Is elements, characterized in that the body contains as additives one or more of the chemical elements of a group A formed with Ru, Ir and Rh and one or more of the chemical elements of a group B formed with Zn, Li, Ni and Pd, wherein the molar amount n of the addition of the group A per 1 mol of REBa 2 Cu 3 O 7 with 0, 01 <n <0; 3 and the molar amount m of the addition of the group B per 1 mol of REBa 2 Cu 3 O 7 with 0.001 <m <0.1 is selected, and that the melt-textured body consists of a superconducting matrix, in addition to one or more elements of the Group B ...
Description
Die Erfindung betrifft einen hochtemperatursupraleitenden Körper und ein Verfahren zu dessen Herstellung. Der Körper kann in den verschiedensten geometrischen Formen ausgeführt sein, beispielsweise als ringförmiges Bauteil mit quadratischem oder rechteckigem Querschnitt, als kreisscheibenförmiges Bauteil, als quaderförmiges Bauteil oder als Schicht auf einer Unterlage. Derartige Bauteile können insbesondere in der Energie-, der Antriebs- und der Transporttechnik angewandt werden.The The invention relates to a high-temperature superconductive body and a method for its production. The body can be in a variety of geometric Molds executed be, for example, as an annular Component with square or rectangular cross-section, as a circular disk-shaped component, as cuboid Component or as a layer on a substrate. Such components can especially in energy, drive and transport technology be applied.
Massive hochtemperatursupraleitende Materialien werden üblicherweise durch eine peritektische Schmelzkristallisation durch Umkehr der Zersetzungsreaktion α-Supraleiterphase (Massivmaterial) ⇔ Schmelze + β-Festphase hergestellt, die für YBa2Cu3O7-δ (YBCO) als α-Phase an Luft bei 1020°C abläuft (z.B. M. Murakami et al., Journal of Engineering Materials and Technology 114(1992)189-195). Nicht reagierte β-Phase Y2BaCuO5 (211) bleibt im Fall von YBCO als Einschluss im Gefüge erhalten. Die diesem Prozess zugrunde liegende Kristallisation verbunden mit einem Temperaturgradienten wird üblicherweise als Schmelztexturierung bezeichnet.Massive high-temperature superconducting materials are usually prepared by peritectic melt crystallization by reversing the decomposition reaction α-superconductor phase (bulk material) ⇔ melt + β-solid phase used for YBa 2 Cu 3 O 7-δ (YBCO) as α-phase in air at 1020 ° C (M. Murakami et al., Journal of Engineering Materials and Technology 114 (1992) 189-195). Unreacted β phase Y 2 BaCuO 5 (211) remains in the case of YBCO as an inclusion in the microstructure. The crystallization underlying this process combined with a temperature gradient is commonly referred to as melt texturing.
Die wichtigsten Eigenschaften der so erhaltenen Formkörper werden durch die kritische Stromdichte bestimmt, die selbst dadurch begrenzt ist, dass der in den Supraleiter vom Typ II eindringende Magnetfluss unter dem Einfluss von Feld und Strom in Bewegung gerät (Dissipation, die bis zum Verlust der Supraleitung führen kann). Herkömmliche Massivmaterialien sind Verbundmaterialien, in denen Partikel einer Zweitphase, Y2BaCuO5, enthalten sind. Dabei wird an den inneren Grenzflächen Magnetfluss festgehalten („pinning"). Nach dem Stand der Technik hergestellte Materialien enthalten bis zu 50 % dieser nichtsupraleitenden Phase, wodurch der stromtragende Querschnitt beträchtlich eingeengt wird. Dies wirkt sich besonders stark in beschichteten Leiterbahnen und Bändern aus, in denen die Supraleiterdicke nur einige 10 bis 100 nm beträgt.The most important properties of the moldings thus obtained are determined by the critical current density, which is itself limited by the fact that the magnetic flux entering the type II superconductor starts to move under the influence of field and current (dissipation leading to the loss of superconductivity) can). Conventional solid materials are composite materials in which particles of a second phase, Y 2 BaCuO are included. 5 Magnetic flux is trapped at the inner interfaces ("pinning") Materials produced by the prior art contain up to 50% of this non-superconductive phase, which considerably narrows the current-carrying cross-section, which has a particularly pronounced effect on coated conductors and tapes. in which the superconductor thickness is only a few 10 to 100 nm.
Kürzlich wurde
zwar gefunden, dass durch chemische Substitution z.B. Zn für Cu in
Y123 Supraleitern (
Wegen der nur langsam abklingenden Restaktivität sind diese Verfahren ökonomisch uneffektiv.Because of Of the only slowly decaying residual activity, these methods are economical ineffective.
Eine Sonderform massiver Supraleiter stellen dicke Filme des supraleitenden Materials auf REBa2Cu3O7-Basis dar, die für bestimmte Anwendungen in der Informationsübertragung oder Energieübertragung eine vorteilhafte Alternative zu „Powder in tube"-BiSCCO-Materialien bilden, aufgetragen auf ein Substrat, beispielsweise aus Keramik oder ein Metallband.A special form of solid superconductors are thick films of the REBa 2 Cu 3 O 7 -based superconducting material which, for certain applications in information transmission or energy transfer, form an advantageous alternative to "powder in tube" BiSCCO materials applied to a substrate. for example, ceramic or a metal band.
Weiterhin
bekannt ist nach der
Aus
der
Nachteile bisheriger Lösungen sind hier die geringe Wachstumsgeschwindigkeit bei physikalischer Beschichtung und die mangelhafte Schichtqualität bei chemischen Verfahren. Die Kristallisation über Schmelzverfahren ermöglicht deutlich höhere Raten und bessere Qualitäten.disadvantage previous solutions here are the slow growth rate at physical Coating and the poor coating quality in chemical processes. The crystallization over Fusion allows significantly higher rates and better qualities.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, hochtemperatursupraleitenden Körper mit sehr guten, reproduzierbaren elektrischen und magnetischen Eigenschaften zu entwickeln. Eingeschlossen in diese Aufgabe ist die Entwicklung eines dementsprechenden Herstellungsverfahrens.The invention has for its object to develop high-temperature superconducting body with very good, reproducible electrical and magnetic properties. Locked in in this task is the development of a corresponding manufacturing process.
Diese Aufgabe wird mit den in den Patentansprüchen angegebenen Merkmalen gelöst.These Task is with the features specified in the claims solved.
Die Erfindung basiert auf einem hochtemperatursupraleitenden Körper, der die supraleitende Verbindung vom Typ REBa2Cu3O7 und metallischen Zusätzen enthält oder aus dieser besteht und der mit einem Schmelztexturierungsprozess hergestellt ist, wobei RE das chemische Element Y oder eines der chemischen Elemente mit der PSE-Ordnungszahl 57 bis 71 oder eine Mischung der genannten Elemente ist.The invention is based on a high-temperature superconducting body containing or consisting of the REBa 2 Cu 3 O 7 type superalloy compound and metallic additives, which is made by a melt texturing process, where RE is the chemical element Y or one of the chemical elements with the PSE -Ordnungszahl 57 to 71 or a mixture of said elements is.
Erfindungsgemäß enthält der Körper als Zusätze eines oder mehrere der chemischen Elemente aus einer mit Ru, Ir und Rh gebildeten Gruppe A und eines oder mehrere der chemischen Elemente aus einer mit Zn, Li, Ni und Pd gebildeten Gruppe B. Dabei ist die molare Menge n des Zusatzes der Gruppe A je 1 Mol REBa2Cu3O7 mit 0,01 < n < 0,3 und die molare Menge m des Zusatzes der Gruppe B je 1 Mol REBa2Cu3O7 mit 0, 001 < m < 0, 1 gewählt. Gemäß einem weiteren Erfindungsmerkmal besteht der schmelztexturierte Körper aus einer supraleitenden Matrix, in der neben einem oder mehreren Elementen der Gruppe B noch Bereiche enthalten sind, die eines oder mehrere Elemente der Gruppe A konzentriert enthalten. Diese Bereiche liegen als elongierte Partikel, als lamellenartig ausgebildete Zonen oder als granulare Einschlüsse vor.According to the invention, the body contains as additives one or more of the chemical elements of a group A formed with Ru, Ir and Rh and one or more of the chemical elements of a group B formed with Zn, Li, Ni and Pd of the addition of the group A per 1 mol of REBa 2 Cu 3 O 7 with 0.01 <n <0.3 and the molar amount m of the addition of the group B per 1 mol of REBa 2 Cu 3 O 7 with 0, 001 <m < 0, 1 selected. According to a further feature of the invention, the melt-textured body consists of a superconducting matrix in which, in addition to one or more group B elements, there are also areas which contain one or more group A elements concentrated. These areas are present as elongated particles, as lamellar zones or as granular inclusions.
Die
elongierten Partikel bestehen gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung
der Erfindung aus einer Ru-haltigen Phase der Zusammensetzung RurPtpAlaBabCucYyOx bestehen, wobei gilt:
0,01 < r < 0,2
0 < p < 0,15
0 < a < 0,15
0, 3 < b < 0, 55
0, 01 < c < 0, 5
0 < y < 0, 25.The elongated particles consist according to an advantageous embodiment of the invention of a Ru-containing phase of the composition Ru r Pt p Al a Ba b Cu c Y y O x exist, where:
0.01 <r <0.2
0 <p <0.15
0 <a <0.15
0, 3 <b <0, 55
0, 01 <c <0, 5
0 <y <0, 25.
Gemäß einer zweckmäßigen Ausgestaltung der Erfindung kann der supraleitende Körper als supraleitender Film mit einer Dicke im Bereich von 0,1 μm bis 100 μm ausgeführt sein.According to one appropriate embodiment of Invention, the superconducting body as a superconducting film be made with a thickness in the range of 0.1 .mu.m to 100 .mu.m.
Das Ba kann ganz oder teilweise durch ein oder mehrere Elemente der Seltenerden und/oder der Erdalkalimetalle substituiert sein.The Ba may be wholly or partly by one or more elements of the Rare earth and / or the alkaline earth metals to be substituted.
RE kann teilweise durch Ca gemäß REl_zCazBa2Cu3O7-σ substituiert sein, wobei 0,01 < z < 0,2 gilt.RE may be substituted 2 Cu 3 O 7-σ z Ca z Ba in part by Ca according RE l _, wherein 0.01 <z <0.2 applies.
Das Verfahren zur Herstellung hochtexturierter oder enkristalliner hochtemperatursupraleitender Körper durch einen Schmelzkristallisationsprozess, bei dem als supraleitende Phase eine Verbindung vom Typ REBa2Cu3O7 entsteht, wobei RE das chemische Element Y oder eines der chemischen Elemente mit der PSE-Ordnungszahl 57 bis 71 oder eine Mischung der genannten Elemente ist, ist dadurch gekennzeichnet, dass der Ausgangsmischung für den Schmelztexturierungsprozess ein Zusatz zugegeben wird, der eines oder mehrere der chemischen Elemente aus einer mit Ru, Ir und Rh gebildeten Gruppe A und eines oder mehrere der chemischen Elemente aus einer mit Zn, Li, Ni und Pd gebildeten Gruppe B enthält. Dabei wird die molare Menge n des Zusatzes der Gruppe A je 1 Mol REBa2Cu3O7 mit 0,02 < n < 0,3 und die molare Menge m des Zusatzes der Gruppe B je 1 Mol REBa2Cu3O7 mit 0, 001 < m < 0, 1 gewählt.The process for producing hochtexturierter or enkristalliner high-temperature superconducting body by a melt crystallization process in which the superconducting phase is a compound of the type REBa 2 Cu 3 O 7 , where RE is the chemical element Y or one of the chemical elements with the PSE atomic number 57 to 71 or is a mixture of said elements, characterized in that an additive is added to the starting mixture for the melt texturing process comprising one or more of the chemical elements of a group A formed by Ru, Ir and Rh and one or more of the chemical elements of Zn, Li, Ni and Pd formed group B. In this case, the molar amount n of the addition of the group A per 1 mol of REBa 2 Cu 3 O 7 with 0.02 <n <0.3 and the molar amount m of the addition of group B per 1 mol of REBa 2 Cu 3 O 7 with 0, 001 <m <0, 1 selected.
Die molare Menge n eines Ru-Zusatzes je 1 Mol REBa2Cu3O7 wird vorteilhaft mit 0,01 < n < 0,3 gewählt.The molar amount n of a Ru additive per 1 mol of REBa 2 Cu 3 O 7 is advantageously chosen to be 0.01 <n <0.3.
Die molare Menge m eines Zn-Zusatzes je 1 Mol REBa2Cu3O7 wird vorteilhafterweise mit 0,001 < m < 0,1 gewählt.The molar amount m of a Zn additive per 1 mol of REBa 2 Cu 3 O 7 is advantageously chosen to be 0.001 <m <0.1.
Die molare Menge k eines Li-Zusatzes je 1 Mol REBa2Cu3O7 wird vorteilhaft mit 0,001 < k < 0,1 gewählt.The molar amount k of a Li additive per 1 mol of REBa 2 Cu 3 O 7 is advantageously chosen to be 0.001 <k <0.1.
Die erfindungsgemäßen hochtemperatursupraleitenden Körper weisen sehr gute reproduzierbare elektrische und magnetische Eigenschaften auf.The High-temperature superconducting inventive body have very good reproducible electrical and magnetic properties on.
Der erfindungsgemäße Zusatz beeinflusst durch die chemischen Elemente Ru, Ir und/oder Rh der Gruppe A in starkem Maße den Prozess der Schmelzkristallisation. Üblicherweise erfolgt die Schmelztexturierung mit einem Überschuss von Y2BaCuO5, welches das Auseinanderfließen des partiell geschmolzenen Formkörpers verhindert. Der Überschuss findet sich dann als Fremdphase im Körper wieder. Die stabilisierende Funktion der Schmelze bei nur geringem Gehalt (entsprechende stöchiometrische Menge Y2BaCuO5) übernehmen die Elemente der Gruppe A.The additive according to the invention greatly influences the process of melt crystallization by the chemical elements Ru, Ir and / or Rh of group A. Usually, the melt texturing is carried out with an excess of Y 2 BaCuO 5 , which prevents the flow apart of the partially molten molding. The surplus is then found as a foreign phase in the body again. The stabilizing function of the melt at a low content (corresponding stoichiometric amount of Y 2 BaCuO 5 ) take over the elements of group A.
Bevorzugt soll der A-Gruppengehalt in der Mischung < 0,1 Mol je Mol RE123 betragen, wenn die Ausscheidung einer zweiten Phase nicht gewünscht wird. Dieser Fall ist dann angebracht, wenn die vorteilhaften starken Pinningkräfte, verursacht durch magnetische Momente im atomaren Bereich (nm-Skala), für die Flusshaftung ausgenutzt werden sollen.Prefers the A-group content in the mixture should be <0.1 moles per mole of RE123, if the elimination of a second phase is not desired. This case is then installed, with favorable strong pinning forces caused by magnetic moments in the atomic range (nm scale), for the flux adhesion to be exploited.
Höhere A-Gruppengehalte sind dagegen vorteilhaft, wenn gleichzeitig durch Zugabe von A1 und Pt die Bildung einer Phase RurPtpAlaBabCucYyOx angestrebt wird. Diese Phase hat die Tendenz, feine nadelförmige Ausscheidungen in der supraleitenden Matrix zu bilden, die, ähnlich zu kolumnaren Strahlendefekten, Flusslinien mehrfach und fest pinnen.But a higher A-group contents are advantageous when at the same time the formation of a phase Ru Pt r p Al a Ba b Cu c O y Y x is sought by the addition of A1 and Pt. This phase tends to have fine acicular precipitates in the superconducting Matrix, which, similar to columnar radiation defects, pinning flux lines multiply and tightly.
Ein besonderer Vorteil besteht darin, dass hohe Stromdichten bei 77 K noch oberhalb 3 T erreicht werden.One particular advantage is that high current densities at 77 K can still be reached above 3 T.
Nachstehend ist die Erfindung an Ausführungsbeispielen näher erläutert.below is the invention of embodiments explained in more detail.
Beispiel 1example 1
Ein supraleitender Körper wird in einem Prozess aus folgenden wesentlichen Verfahrensschritten hergestellt:
- a) Herstellung einer Pulvermischung und Formgebung (Pressen zu einem Formkörper oder Verstreichen auf einer Unterlage),
- b) Durchführung eines Schmelzkristallisationsprozesses an dem geformten Körper,
- c) Oxidation des kristallisierten Formkörpers.
- a) preparation of a powder mixture and shaping (pressing into a molding or spreading on a substrate),
- b) performing a melt crystallization process on the molded body,
- c) oxidation of the crystallized molding.
Im
Schritt a) wird zunächst
ein Pulver der Ausgangsverbindung YBa2Cu2,98Ni0,02O7 hergestellt aus einem Gemisch von Y2O3, BaCO3,CuO und NiO in entsprechenden molaren Anteilen
durch dreimaliges Erhitzen auf 940 °C mit nachfolgender Zerkleinerung
und Homogenisierung des Reaktionsproduktes. Dem so erhaltenen Pulver
wird RuO2-Pulver zugemischt im folgenden
molaren Verhältnis:
Die erhaltene Pulvermischung wird zu einem zylindrischen Formkörper mit einem Durchmesser von 20 mm gepresst.The obtained powder mixture becomes a cylindrical shaped body with a diameter of 20 mm pressed.
Zur Vorbereitung der Schmelztexturierung im Verfahrensschritt b) wird auf die Stirnfläche des Formkörpers mittig ein Keim aus einkristallinem SmBa2Cu3O7 mit seiner kristallographischen c-Achse parallel zur Zylinderachse aufgesetzt. Bei der anschließenden Schmelztexturierung wird der Formkörper an Luft wie folgt wärmebehandelt:
- 1. Aufheizen mit 400 K/h auf 1050°C
- 2. Schnelles Abkühlen auf 1020°C
- 3. Kristallisation durch Abkühlen mit 1 K/h auf 975°C
- 1. Heating at 400 K / h to 1050 ° C
- 2. Fast cooling to 1020 ° C
- 3. crystallization by cooling with 1 K / h to 975 ° C.
Im anschließenden Verfahrensschritt c) erfolgt die Oxidation des Formkörpers bei 380°C über 150 Stunden in einer Sauerstoffatmosphäre.in the subsequent Process step c), the oxidation of the shaped body at 380 ° C over 150 Hours in an oxygen atmosphere.
Der so hergestellte Formkörper enthält eine supraleitende Matrix, die frei von Einschlüssen anderer Y-Ba-Cu-Oxide ist. In der Matrix sind lamellenartige Ru-haltige Zonen enthalten.Of the Moldings produced in this way contains a superconducting matrix free of inclusions of other Y-Ba-Cu oxides is. The matrix contains lamellar Ru-containing zones.
Beispiel 2Example 2
Das Beispiel betrifft einen aus einem supraleitenden Material bestehenden massiven Körper bei dem als supraleitende Matrix YBa2Cu2,99Ni0,01O7 frei von Einschlüssen der Phase Y2BaCuO5 oder anderer Y-Ba-Cu-O-Phasen entsteht. Zur Herstellung wird im Schritt a) ein Ausgangspulver aus Y2O3, BaCO3, CuO und Zn in den der Formel entsprechenden Anteilen hergestellt.The example relates to a solid body made of a superconducting material in which the superconducting matrix YBa 2 Cu 2.99 Ni 0.01 O 7 is formed free of inclusions of the phase Y 2 BaCuO 5 or other Y-Ba-Cu-O phases. For the preparation, a starting powder of Y 2 O 3 , BaCO 3 , CuO and Zn in the proportions corresponding to the formula is prepared in step a).
Anschließend wird
Ru-Pulver im Verhältnis
Der so hergestellte Formkörper enthält eine supraleitende Matrix, die frei von Einschlüssen anderer Y-Ba-Cu-Oxide ist. In der Matrix sind granulare Ru-haltige Einschlüsse enthalten.Of the Moldings produced in this way contains a superconducting matrix free of inclusions of other Y-Ba-Cu oxides is. The matrix contains granular Ru-containing inclusions.
Die kritische Stromdichte bei 77 K in einem so hergestellten Körper ist über einen weiten Bereich bis 3 T von einem außen angelegten Feld unabhängig und größer 5 × 108 A/m2.The critical current density at 77 K in a body thus produced is independent of an externally applied field over a wide range up to 3 T and greater than 5 × 10 8 A / m 2 .
Beispiel 3Example 3
Dieses Beispiel betrifft die Herstellung eines supraleitenden massiven Körpers, bei dem die supraleitende Phase Li enthält, das einen Teil des Cu in der Verbindung YBa2Cu3O7 ersetzt.This example relates to the production of a superconductive bulk body in which the superconducting phase contains Li which replaces a part of the Cu in the compound YBa 2 Cu 3 O 7 .
Die Herstellung erfolgt in analoger Weise wie in Beispiel 1 beschrieben, mit dem Unterschied, dass zur Herstellung des Ausgangspulvers Y2O3, BaCO3, CuO und Li2CO3 in Anteilen gemischt werden, die der Formel YBa2Cu2,99Ni0,01O7 entsprechen.The preparation is carried out in an analogous manner as described in Example 1, with the difference that for the preparation of the starting powder Y 2 O 3 , BaCO 3 , CuO and Li 2 CO 3 are mixed in proportions of the formula YBa 2 Cu 2.99 Ni 0.01 O 7 correspond.
Der so hergestellte Formkörper enthält eine supraleitende Matrix, die frei von Einschlüssen anderer Y-Ba-Cu-Oxide ist. In der Matrix sind granulare Ru-haltige Einschlüsse enthalten.Of the Moldings produced in this way contains a superconducting matrix free of inclusions of other Y-Ba-Cu oxides is. The matrix contains granular Ru-containing inclusions.
Der erhaltene Körper zeichnet sich dadurch aus, dass bei 77 K die kritische Stromdichte im Bereich bis 3 T größer als 5 × 108 A/m2 ist.The body obtained is characterized in that at 77 K, the critical current density in the range up to 3 T is greater than 5 × 10 8 A / m 2 .
Beispiel 4Example 4
Das
Beispiel betrifft den Fall, dass der supraleitende Körper in
Form eines 50 μm
dicken Films auf einer Unterlage von ZrO2 hergestellt
wird. Dazu wird in Schritt a) ein Pulver der Zusammensetzung YBa2Cu2,985Zn0,015O7 hergestellt,
dem RuO2 im molarem Verhältnis
Das Gemisch wird in Ethanol aufgeschlämmt und in einer Kugelmühle 20 Minuten gemahlen. Nach der Separation des Mahlguts wird so viel Ethanol entzogen, bis eine verstreichbare Konsistenz erreicht ist. Der Schlicker wird mit einem Spatel auf eine Unterlage aus ZrO2 als etwa 50 μm dicker Film aufgetragen.The mixture is slurried in ethanol and ground in a ball mill for 20 minutes. After separation of the millbase, so much ethanol is removed until a spreadable consistency is achieved. The slip is applied to a Un with a spatula layer of ZrO 2 applied as a film about 50 microns thick.
Nach dem Trocknen in Luft wird die beschichtete Unterlage in einen Zweizonenofen auf eine Temperatur von 1015 °C aufgeheizt. Nach Halten der Temperatur für 5 Minuten wird auf 1045 °C abgekühlt und mit zeitlicher Versetzung von 6 h ein langsamer Abkühlvorgang mit 0,5 K/h begonnen. Zwischen den beiden Ofenheizzonen wird dabei eine Temperaturdifferenz von 3 K eingestellt und die Temperatur kontinuierlich mit 0,5 K/h bis auf 975 °C weiter abgesenkt.To when dried in air, the coated base becomes a two zone oven to a temperature of 1015 ° C heated. After maintaining the temperature for 5 minutes, cool to 1045 ° C and with a time shift of 6 h a slow cooling process started at 0.5 K / h. Between the two Ofenheizzonen is doing set a temperature difference of 3K and the temperature Continuously lowered at 0.5 K / h to 975 ° C.
Abschließend wird die Oxidation bei 380 °C über 10 h analog wie im Beispiel 1 beschrieben durchgeführt.Finally, it will the oxidation at 380 ° C for 10 h carried out analogously as described in Example 1.
Die erhaltene Schicht besteht aus einer supraleitenden Matrix, die vereinzelte Ru-haltige granulare Einschlüsse enthält.The obtained layer consists of a superconducting matrix, the isolated Ru-containing granular inclusions contains.
Beispiel 5Example 5
Die Herstellung eines supraleitenden Körpers mit nadelförmigen Ausscheidungen wird im folgenden Ausführungsbeispiel beschrieben.The Preparation of a superconducting body with acicular precipitates is the following embodiment described.
Zunächst wird
ein Pulver der Zusammensetzung YBa2Cu3O7 hergestellt aus
den äquivalenten Mengen
Y2O3 + 2BaCuO3 + 3 CuO, wie im Beispiel 1 beschrieben,
dem nach Zerkleinerung RuO2, Y2O3 und Pt-Pulver in den molaren Verhältnissen
Nach dem Homogenisieren wird die Pulvermischung zu einem Formkörper der Abmessungen 35 × 35 × 20 mm2 gepreßt. Zur Vorbereitung der Schmelzkristallisation wird der Körper mit einer quadratischen Seite auf eine keramische Platte aus Al2O3 gesetzt und auf der gegenüberliegenden freien Seite wird mittig ein Keimkristall aus YBa2Cu3O7 plaziert. Anschließend wird im Verfahrensschritt b) der Schmelztexturierungsvorgang wie im Beispiel 1 beschrieben durchgeführt.After homogenization, the powder mixture is pressed into a shaped body of dimensions 35 × 35 × 20 mm 2 . To prepare the melt crystallization, the body is placed with a square side on a ceramic plate of Al 2 O 3 and on the opposite free side, a seed crystal of YBa 2 Cu 3 O 7 is placed in the middle. Subsequently, in process step b), the melt-texturing process is carried out as described in Example 1.
Es entsteht ein Formkörper, der eine supraleitende Matrix aus YBa2Cu3O7 enthält. In der Matrix ist neben granularen Einschlüssen von Y2BaCuO5 ein hoher Anteil elongierter Partikel in Form feiner Nadeln enthalten, die aus Al0,12Ba0,42Cu0,09Pt0,09Ru0,07Y0,21O1,22 bestehen.The result is a shaped body containing a superconducting matrix of YBa 2 Cu 3 O 7 . In the matrix, in addition to granular inclusions of Y 2 BaCuO 5, a high proportion of elongated particles in the form of fine needles consisting of Al 0.12 Ba 0.42 Cu 0.09 Pt 0.09 Ru 0.07 Y 0.21 O 1.22 exist.
Der Körper zeichnet sich durch kritische Stromdichten über 5 × 108 A/m2 in Feldern bis zu 3,5 T bei 77 K aus.The body is characterized by critical current densities over 5 × 10 8 A / m 2 in fields up to 3.5 T at 77 K.
Claims (9)
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE10307643A DE10307643B4 (en) | 2003-02-19 | 2003-02-19 | High-temperature superconducting body and method for its production |
EP04100638A EP1481953A3 (en) | 2003-02-19 | 2004-02-18 | High-temperature superconducting body and manufacturing method thereof |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE10307643A DE10307643B4 (en) | 2003-02-19 | 2003-02-19 | High-temperature superconducting body and method for its production |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE10307643A1 DE10307643A1 (en) | 2004-09-09 |
DE10307643B4 true DE10307643B4 (en) | 2007-09-27 |
Family
ID=32841813
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE10307643A Expired - Fee Related DE10307643B4 (en) | 2003-02-19 | 2003-02-19 | High-temperature superconducting body and method for its production |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE10307643B4 (en) |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19623050A1 (en) * | 1996-06-10 | 1997-12-11 | Dresden Ev Inst Festkoerper | Process for the production of high temperature superconducting solid materials |
DE10249550A1 (en) * | 2002-10-23 | 2004-05-06 | Nexans Superconductors Gmbh | Superconducting cable conductor with SEBCO coated conductor elements |
-
2003
- 2003-02-19 DE DE10307643A patent/DE10307643B4/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19623050A1 (en) * | 1996-06-10 | 1997-12-11 | Dresden Ev Inst Festkoerper | Process for the production of high temperature superconducting solid materials |
DE10249550A1 (en) * | 2002-10-23 | 2004-05-06 | Nexans Superconductors Gmbh | Superconducting cable conductor with SEBCO coated conductor elements |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE10307643A1 (en) | 2004-09-09 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE68908215T2 (en) | Devices and systems based on superconducting materials. | |
DE3855137T2 (en) | Process for the production of an oxide superconductor | |
DE3855371T2 (en) | Arrangements and systems based on new superconducting materials | |
DE68920234T2 (en) | Process for the production of an oxide superconductor. | |
DE68922920T2 (en) | High temperature superconducting oxide. | |
DE3854358T2 (en) | Superconducting oxide. | |
DE69016283T2 (en) | Substrate with a superconducting layer. | |
DE68928155T2 (en) | Oxide superconductor and method for its production | |
EP0799166B1 (en) | Process for producing an elongate superconductor with a bismuth phase having a high transition temperature and superconductor produced according to this process | |
DE69118670T2 (en) | Oxidic material based on rare earth metal and process for its production | |
DE68914817T2 (en) | Oxide superconducting material, its manufacturing process and application. | |
DE3853900T2 (en) | Superconducting material and process for its manufacture. | |
EP0389941B1 (en) | Process for the production of an elongated body consisting of axially aligned needle-like crystals of a superconducting ceramic material | |
DE69224064T2 (en) | METHOD FOR PRODUCING MOLDED BODIES FROM HIGH-TEMPERATURE SUPER-LADDERS WITH HIGH CRITICAL CURRENT DENSITIES | |
DE68913749T2 (en) | SUPER-CONDUCTIVE METAL OXIDE COMPOSITIONS. | |
DE69227274T2 (en) | Superconducting article and method of manufacturing this superconducting article | |
DE3854493T2 (en) | Method of manufacturing a thin film superconductor. | |
DE3855357T2 (en) | Process for the production of superconducting ceramics | |
DE68912792T2 (en) | Process for producing a high temperature oxide superconducting material. | |
DE10307643B4 (en) | High-temperature superconducting body and method for its production | |
DE10359131B4 (en) | High-temperature superconducting body and method for its production | |
DE69011582T2 (en) | Method of making superconducting articles. | |
DE3855230T2 (en) | Method of manufacturing a superconducting article | |
DE19623050C2 (en) | Process for the production of high-temperature superconducting, melt-textured solid materials | |
DE68929157T2 (en) | Oxide superconducting material and process for its production |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |