DE19623050C2 - Verfahren zur Herstellung hochtemperatursupraleitender, schmelztexturierter massiver Materialien - Google Patents
Verfahren zur Herstellung hochtemperatursupraleitender, schmelztexturierter massiver MaterialienInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung
hochtemperatursupraleitender, schmelztexturierter massiver
Materialien, die in Form von Blöcken, Formkörpern, Bändern und
ähnlichem beispielsweise in der Energie-, Antriebs- und
Transporttechnik Anwendung finden können.
Es ist bereits bekannt, massive hochtemperatursupraleitende
Materialien durch eine peritektische Kristallisation
α-Supraleiterphase(Massivmaterial) ↔ Schmelze + β-Festphase
herzustellen, die für YBa2Cu3O7- δ(YBCO) als α-Phase an Luft bei
1020°C abläuft. Nicht reagierte β-Festphase Y2Ba1Cu1O5(211)
bleibt im Fall von YBCO als Einschluß im Gefüge erhalten. Die
diesem Prozeß zugrunde liegende Kristallisation verbunden mit
einem Temperaturgradienten wird als Schmelztexturierung
bezeichnet.
Hierbei wird in der Praxis üblicherweise zunächst
pulverförmiges Ausgangsmaterial zu Formkörpern gepreßt. Diese
werden in einem Aufschmelzschritt über die peritektische
Schmelztemperatur hinaus erwärmt. Dann wird durch einen
Halteschritt weit oberhalb dieser Temperatur eine
Homogenisierung der Schmelze durchgeführt. Danach wird durch
eine schnelle Absenkung auf eine Temperatur kurz oberhalb der
peritektischen Schmelztemperatur zur Kristallisation
übergeleitet, die mit geringen Abkühlraten in
Temperaturbereichen unterhalb der peritektischen Zersetzung
stattfindet und zum texturierten Gefüge führt.
Für den Fall, daß das Ausgangspulver nur aus
hochtemperatursupraleitendem Material besteht, tritt beim
Überschreiten der peritektischen Temperatur in nachteiliger
Weise ein hoher Anteil Schmelze aus dem Formkörper aus. Damit
verbunden ist eine Verschlechterung oder gar ein Verlust
supraleitender Eigenschaften. Außerdem kann die ausgetretene
Schmelze mit dem Tiegelmaterial reagieren, was zu einer
weiteren Verschlechterung der Supraleitereigenschaften führt.
Zur Vermeidung eines derartigen Schmelzeaustritts ist es
bereits bekannt, Ausgangspulver zu verwenden, das Zusätze
enthält. So wird beispielsweise für YBCO ein Zusatz von
Y2Ba1Cu1O5 und Y2O3 verwendet, der die Reaktionstemperatur
erniedrigt und zu einer gewissen Verkleinerung der 211-
Einschlüsse führt (G. Krabbes u. a. Physica C 244 (1995) 145-
152). Nachteilig hierbei ist jedoch, daß eine inhomogene
Korngrößenverteilung der Einschlüsse und Rißbildungen
auftreten.
Eine gewisse Verbesserung wird erreicht, indem der
Homogenisierungsschritt in einem Platintiegel und bei einer
Temperatur von 1200°C ausgeführt, die Schmelze danach auf
Raumtemperatur abgeschreckt und dann zu Pulver aufgearbeitet
wird. Das so erzeugte Ausgangspulver ist extrem luft- und
feuchtigkeitsempfindlich und erfordert infolge des zusätzlichen
Verfahrensaufwandes hohe Prozeßkosten bei seiner Herstellung.
Außerdem ist nachteilig, daß die daraus hergestellten
supraleitenden massiven Materialien noch eine inhomogene
Verteilung der 211-Einschlüsse aufweisen. Ein weiterer Nachteil
besteht in der inhomogenen Verteilung der Einschlüsse bezüglich
ihrer Korngröße, die ihre Ursache im Wachstum größerer Körner
der 211-Phase auf Kosten kleinerer in dem noch nicht erstarrten
Teil während des ersten Teils der Abkühlphase hat. Diese
Nachteile werden auch nicht beseitigt, wenn Pt beziehungsweise
PtO2 zugesetzt und die Temperatur auf 1100°C begrenzt wird
(Jpn. J. Appl. Phys., Vol. 33, Part 1, No. 2, February 1994,
pp. 999-1003; Appl. Phys. Lett. 64 (1), 3 January 1994,
pp. 103-105). Bei solchen Zugaben wurde die Bildung von Pt-
haltigen Verbindungen beobachtet, die als verhältnismäßig große
Kristallite (< 10 µm) auftreten und die entweder keine oder bei
Konzentrationen oberhalb 5 Gew.-% durch die Förderung der
Rißentstehung sogar negative Auswirkungen auf die
supraleitenden Eigenschaften des hergestellten Materials haben.
Mit anderen artfremden Zusätzen, wie BaTiO3, BaCeO3 und BaSnO3
(Ch.-J. Kim u. a. J. Mater. Sci. Lett. 11 (1992) 831; Ch.-
J. Kim, P. J. Mc Ginn, Physica C 222 (1994) 177;
W. Gawalek u. a. Cryogenics 33 (1993) 65), werden zwar die
Prozeßkosten erniedrigt, können jedoch die inhomogene
Verteilung der 211-Einschlüsse und Rißbildungen nicht
verhindern. Eine Ursache wird darin gesehen, daß diese Zusätze
mit der peritektischen Schmelze reagieren und zur Bildung von
gleichgewichtsstörenden Nebenphasen führen. Dadurch wird der
Schmelztexturierungsprozeß empfindlich gestört und läßt sich
schwer kontrollieren und reproduzieren.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur
Herstellung hochtemperatursupraleitender, schmelztexturierter
massiver Materialien prozeßkostengünstig und so zu gestalten,
daß in dem Material sich bildende 211-Ausscheidungen möglichst
homogen verteilt sind, diese eine geringe Korngröße besitzen
und daß eine Rißausbildung weitestgehend vermieden wird.
Diese Aufgabe wird mit den in den Patentansprüchen angegebenen
Merkmalen gelöst.
Die Erfindung besteht darin, daß zu einem Ausgangspulver der
Formel
SEuMvCuwOx
mit
SE = Y, Nd, Sm, La, Dy, Er oder Gd oder eine Mischung aus zwei oder mehreren der vorstehenden Elemente
M = Ba, Sr oder Ca oder eine Mischung aus zwei oder mehreren der vorstehenden Elemente
u = 0,8 bis 2
v = 1 bis 2
w = 3 bis 4 und
x = 1,5 u + v + (0,5...1,5)w
eine arteigene platinhaltige Verbindung der Formel
SE = Y, Nd, Sm, La, Dy, Er oder Gd oder eine Mischung aus zwei oder mehreren der vorstehenden Elemente
M = Ba, Sr oder Ca oder eine Mischung aus zwei oder mehreren der vorstehenden Elemente
u = 0,8 bis 2
v = 1 bis 2
w = 3 bis 4 und
x = 1,5 u + v + (0,5...1,5)w
eine arteigene platinhaltige Verbindung der Formel
SEkPtlMmCunOx
mit
k = 0 bis 2
l = 1 bis 2
m = 2 bis 4
n = 1 bis 2 und
x = 1,5 k + m + (n + l)z, mit (z = 0,5...2)
in einem Stoffmengenanteil von 0,2 bis 7 Mol% zugemischt wird, und daß aus dieser Mischung durch Vermahlen und Verpressen sowie thermisches Behandeln, welches einen tiegelfreien Schmelztexturierungsprozeß einschließt, hochtemperatursupraleitende massive Materialien hergestellt werden.
k = 0 bis 2
l = 1 bis 2
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n = 1 bis 2 und
x = 1,5 k + m + (n + l)z, mit (z = 0,5...2)
in einem Stoffmengenanteil von 0,2 bis 7 Mol% zugemischt wird, und daß aus dieser Mischung durch Vermahlen und Verpressen sowie thermisches Behandeln, welches einen tiegelfreien Schmelztexturierungsprozeß einschließt, hochtemperatursupraleitende massive Materialien hergestellt werden.
Gemäß einer zweckmäßigen Ausgestaltung der Erfindung kann als
Ausgangspulver YBa2Cu3O7- δ oder Nd1+yBa2-yCu3O7± δ mit
y = 0 bis 0,6 und δ = 0 bis 1 verwendet und als arteigene
platinhaltige Verbindung PtBa4Cu2O9 in einem Stoffmengenanteil
von 2 Mol% zugesetzt werden.
Die arteigene platinhaltige Verbindung wird vorzugsweise durch
einen pulvertechnischen Syntheseprozeß hergestellt.
Das vorgeschlagene Verfahren führt in vorteilhafter Weise zu
formstabilen Hochtemperatursupraleiter-Materialien mit hohen
eingefrorenen Remanenzfeldern und kritischen Stromdichten, wie
sie in der Energie- und Transporttechnik benötigt werden.
Die erfindungsgemäße Zugabe einer platinhaltigen Verbindung zum
Ausgangspulver vor dem partiellen Aufschmelzen verändert die
dem Schmelztexturierungsprozeß zugrunde liegende peritektische
Kristallisation nicht. Die üblichen Prozeßtemperaturen und
-parameter, wie Aufheizraten, Haltezeiten und Abkühlraten
können beibehalten werden, wobei das Verfahren jedoch in
vorteilhafter Weise unempfindlicher gegenüber Fluktuationen der
Prozeßparameter ist.
Der erfindungsgemäße arteigene Zusatz bewirkt eine Steigerung
der Viskosität und eine Erniedrigung der Grenzflächenspannung
in ähnlichem Maße wie ein artfremder Zusatz, jedoch wird
zusätzlich vorteilhaft die Gleichgewichtseinstellung der
Schmelze unterstützt und aufrechterhalten. Reaktionen zur
Entstehung von unerwünschten, eigenschaftsverschlechternden
Nebenphasen treten nicht auf. Dies führt dazu, daß der
Schmelztexturierungsprozeß und die Bildung der Supraleiterphase
stabiler und reproduzierbarer verläuft. Vorteilhaft ist, daß
der Schmelzaustritt und damit die Möglichkeit einer Reaktion
mit dem Tiegelmaterial gering bleibt. Dadurch tritt keine
nennenswerte Verunreinigung und damit verbundene Degradation
der supraleitenden Eigenschaften im schmelztexturierten
Material auf.
Beim Anmelder durchgeführte Vergleichsuntersuchungen haben
gezeigt, daß die erfindungsgemäß hergestellten Supraleiter
neben einer verbesserten Rissbeständigkeit und homogeneren
Verteilung der 211-Ausscheidungen in überraschender Weise mit
über 4 × 104 A/cm2 eine beachtlich höhere kritische Stromdichte
als solche Supraleiter aufweisen, die nach dem Stand der
Technik mit einem Pt-Zusatz hergestellt worden sind.
Dies war keineswegs vorhersehbar, da der Fachmann vermuten
wird, daß sich die beim erfindungsgemäßen Verfahren zugesetzte
Pt-haltige Verbindung in gleicher Weise wie die beim Stand der
Technik selbständig gebildete Pt-haltige Verbindung verhält und
auswirkt.
Die hierzu erhaltenen Meßergebnisse sind in dem beigefügten
thermogravimetrischen Diagramm gegenübergestellt. Darin
betrifft die Kurve 3 die Verfahrensweise nach dem Stand der
Technik (Pt-Dotierung) und die Kurve 2 das erfindungsgemäße
Verfahren.
Die während des thermischen Prozesses in dem Material
ablaufenden Veränderungen können an Hand der Masseänderungen
infolge Sauerstoffabgabe bzw. -aufnahme verfolgt werden. Aus
dem bei solchen Untersuchungen ermittelten Kurvenverlauf der
Thermogravimetrie ist ersichtlich, daß in der Aufheizphase (im
Diagramm der Zeitraum zwischen 0 bis ca. 180 min) tatsächlich
kein nennenswert unterschiedlicher Verlauf zwischen dem
bekannten und dem erfindungsgemäßen Verfahren nachzuweisen ist,
wobei am Ende der Aufheizphase nach ca. 180 min bei beiden
Verfahren eine separate feste platinhaltige Verbindung nicht
mehr festgestellt werden konnte. Trotzdem treten dann in
überraschender Weise in der Abkühlphase im Bereich ab
ca. 180 min bis ca. 1000 min signifikante Unterschiede auf, die
auf ein unterschiedliches Kristallisationsverhalten schließen
lassen und die damit zu unterschiedlichen Bildungsbedingungen
für die für die supraleitenden Eigenschaften wichtigen 211-
Ausscheidungen führen. Diese unterschiedlichen
Bildungsbedingungen stehen offensichtlich mit den
erfindungsgemäß erhaltenen Eigenschaftsverbesserungen in
ursächlichem Zusammenhang.
Die sich bildenden 211-Ausscheidungen zeichnen sich durch eine
sehr geringe Korngröße und durch eine homogene Verteilung über
das gesamte Probenvolumen aus. Eine Ausbildung von Rissen wird
durch die gleichgewichtsnahe Kristallisation stark verringert
oder vollständig unterbunden.
Nachstehend ist die Erfindung an Hand von Ausführungsbeispielen
näher erläutert.
Zu einem kommerziell erhältlichen Ausgangspulver der
hochtemperatursupraleitenden Verbindung YBa2Cu3O7- δ werden
2 Mol% einer pulverförmigen arteigenen Verbindung der
Zusammensetzung PtBa4Cu2O9 sowie 24 Mol% pulverförmiges Y2O3
zugemischt. Die vorgenannte arteigene Verbindung wurde zuvor
ausgehend von Y2O3, BaCO3, CuO und Pt über einen angepaßten
pulvertechnischen Syntheseprozeß hergestellt.
Die erhaltene Pulvermischung wird zunächst einem Mahlvorgang
unterworfen und dann zu 15 mm langen zylindrischen Formkörpern
mit einem Durchmesser von 30 mm oder zu quaderförmigen
Formkörpern mit den Abmessungen 27 × 27 × 10 mm3 uniaxial
verpreßt. Anschließend werden die Formkörper mit 300 K/h auf
1150°C aufgeheizt, bei dieser Temperatur 20 min gehalten und
danach auf 1120°C gesenkt. Abschließend wird in einem
Temperaturgradienten von 20 K/cm durch Abkühlen mit 6 K/h
schmelztexturiert.
Das Gefüge der so hergestellten hochtemperatursupraleitenden
Formkörper besteht aus mehreren Kubikzentimeter großen
Kristallen, die eine unterschiedliche Orientierung aufweisen.
Die 211-Ausscheidungen sind sehr fein und homogen verteilt. Der
Schmelzverlust ist unbedeutend, trotz der deutlich über der
Bildungstemperatur für die peritektischen Schmelze (≈ 1020°C)
angewandten Temperaturen.
Nach der abschließend notwendigen Sauerstoffbeladung bei 370°C
ist die kritische Stromdichte der Formkörper größer als
104 A/cm2 bei 77 K und 0 T.
Aus der im Beispiel 1 beschriebenen Pulvermischung, bestehend
aus Ausgangspulver, arteigener Verbindung und Y2O3, werden
durch Verpressen zu 15 mm langen zylindrischen Formkörpern mit
einem Durchmesser von 30 mm hergestellt, wobei jedem der
Formkörper vor dem Preßvorgang ein Sm-123-Keim zugefügt wird.
Die in gleicher Weise wie in Beispiel 1 gepreßten Formkörpern
werden mit 300 K/h auf 1050°C aufgeheizt und mit einer
Abkühlrate von 0,5°C/h texturiert. Der Schmelzverlust ist
hierbei ebenfalls gering, trotz der geringen Abkühlraten und
der damit verbundenen langen Prozeßzeiten.
Das Gefüge der so hergestellten Formkörper besteht aus einem
bis zwei Kristallen, welche die Vorzugsrichtung des Sm-123-
Keimes aufweisen.
Nach einer abschließenden Sauerstoffbeladung bei 370°C über
72 h in strömender Sauerstoffatmosphäre weisen die so
hergestellten hochtemperatursupraleitenden Formkörper ein
eingefrorenes Remanenzfeld von 550 mT und eine Levitationskraft
von 50 N bei 77 K auf. Die kritische Stromdichte der Formkörper
ist größer als 104 A/cm2 bei 77 K und 0 T.
Zu einem Ausgangspulver der Zusammensetzung NdBa2Cu3O7- δ werden
2 Mol% einer pulverförmigen arteigenen Verbindung der
Zusammensetzung PtBa4Cu2O9 sowie 40 Mol% pulverförmiges Nd2BaO4
zugemischt. Die vorgenannte arteigenen Verbindung wurde zuvor
ausgehend von Y2O3, BaCO3, CuO und Pt über einen angepaßten
pulvertechnischen Syntheseprozeß hergestellt.
Nach der Durchführung eines Mahlvorganges wird die
Pulvermischung zu 6 mm langen zylindrischen Formkörpern mit
einem Durchmesser von 14 mm uniaxial verpreßt. Anschließend
werden die Formkörper in einer Stickstoff-/Sauerstoffatmosphäre
mit nur 1 Vol% O2 schmelztexturiert. Dazu werden die Formkörper
auf 1100°C aufgeheizt und von 1040°C beginnend in einem
Temperaturgradienten von 2 K/cm durch Abkühlen mit 1 K/h auf
Raumtemperatur abgekühlt. Bei der Schmelztexturierung tritt
kein nennenswerter Schmelzverlust auf.
Die auf diese Weise hergestellten hochtemperatursupraleitenden
Formkörper besitzen ein Gefüge, das durch mehrere Kristalle
gekennzeichnet ist und sehr kleine, homogen verteilte Nd-422-
Einschlüsse in einer Größe von < 5 µm aufweist.
Die kritischen Stromdichten der Formkörper betragen nach der
abschließenden Sauerstoffbeladung < 104 A/cm2 bei 77 K und 0 T.
Claims (3)
1. Verfahren zur Herstellung hochtemperatursupraleitender,
schmelztexturierter massiver Materialien, bei dem ein
supraleitendes Ausgangspulver verwendet wird, welches Zusätze
enthält, dadurch gekennzeichnet, daß zu einem Ausgangspulver
der Formel
SEuMvCuwOx
mit
SE = Y, Nd, Sm, La, Dy, Er oder Gd oder eine Mischung aus zwei oder mehreren der vorstehenden Elemente
M = Ba, Sr oder Ca oder eine Mischung aus zwei oder mehreren der vorstehenden Elemente
u = 0,8 bis 2
v = 1 bis 2
w = 3 bis 4
und
x = 1,5 u + v + (0,5...1,5)w
eine arteigene platinhaltige Verbindung der Formel
SEkPtlMmCunOx
mit
k = 0 bis 2
l = 1 bis 2
m = 2 bis 4
n = 1 bis 2
und
x = 1,5 k + m + (n + l)z, mit (z = 0,5...2)
in einem Stoffmengenanteil von 0,2 bis 7 Mol% zugemischt wird, und daß aus dieser Mischung durch Vermahlen und Verpressen sowie thermisches Behandeln, welches einen tiegelfreien Schmelztexturierungsprozeß einschließt, hochtemperatursupra leitende massive Materialien hergestellt werden.
SEuMvCuwOx
mit
SE = Y, Nd, Sm, La, Dy, Er oder Gd oder eine Mischung aus zwei oder mehreren der vorstehenden Elemente
M = Ba, Sr oder Ca oder eine Mischung aus zwei oder mehreren der vorstehenden Elemente
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SEkPtlMmCunOx
mit
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und
x = 1,5 k + m + (n + l)z, mit (z = 0,5...2)
in einem Stoffmengenanteil von 0,2 bis 7 Mol% zugemischt wird, und daß aus dieser Mischung durch Vermahlen und Verpressen sowie thermisches Behandeln, welches einen tiegelfreien Schmelztexturierungsprozeß einschließt, hochtemperatursupra leitende massive Materialien hergestellt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als
Ausgangspulver YBa2Cu3O7- δ oder Nd1+yBa2-yCu3O7± δ mit
y = 0 bis 0,6 und 8 = 0 bis 1 verwendet und als arteigene
platinhaltige Verbindung PtBa4Cu2O9 in einem Stoffmengenanteil
von 2 Mol% zugesetzt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
arteigene platinhaltige Verbindung durch einen
pulvertechnischen Syntheseprozeß hergestellt wird.
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| Applied Physics Letters, 64 (1), 3 January 1994, 103-105 * |
| Cryogenics, 1993, Vol.33, No.1, 65-69 * |
| Japanese Journal of Applied Physics, Vol.33, Part 1, No.2, February 1994, pp.999-1003 * |
| Journal of Materials Science Letters, 11 (1992), 831-834 * |
| Physica C 222 (1994) 177-183 * |
| Physica C 244 (1995) 145-152 * |
Cited By (1)
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