FR2680604A1 - Method of producing a composite structure in the form of a metal sheet/superconductor with high critical temperature - Google Patents
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Abstract
Description
Procédé de réalisation d'une structure composite en forme de feuille métal/supraconducteur à haute température critique
La présente invention concerne un procédé de réalisation d'une structure composite en forme de feuille métal/supraconducteur à haute température critique.Process for producing a composite structure in the form of a metal sheet / superconductor at high critical temperature
The present invention relates to a method for producing a composite structure in the form of a sheet metal / superconductor at high critical temperature.
Le métal est choisi parmi les métaux ou les alliages stables en présence d'oxygène. Le supraconducteur à haute température critique est choisi parmi les phases du type
Ln2 Ba4 CU6+n 014+n
(BP)2 Sr2 Can CU(l+n) 06+2n avec: Ln = lanthanide BP = Bi, Bi x Pbx, T1
n = O ; i ; 2. The metal is selected from metals or alloys stable in the presence of oxygen. The superconductor at high critical temperature is chosen from the phases of the type
Ln2 Ba4 CU6 + n 014 + n
(BP) 2 Sr2 Can CU (l + n) 06 + 2n with: Ln = lanthanide BP = Bi, Bi x Pbx, T1
n = O; i; 2.
Le métal et le supraconducteur se présentent sous la forme de deux couches juxtaposées définissant une feuille. The metal and the superconductor are in the form of two juxtaposed layers defining a sheet.
On connatt actuellement trois méthodes en cours de développement pour réaliser de telles structures. There are currently three methods under development to realize such structures.
La première méthode, qui est la plus répandue et la plus avancée au niveau des performances, est décrite en particulier dans l'article de KEN-ICHI SAIO et al "Proceedings of 2nd International Symposium on
Supraconductivity 14-17 Nov. 1989 TSUKUBA p.335 à 340".The first method, which is the most widespread and the most advanced in terms of performance, is described in particular in the article by KEN-ICHI SAIO and the Proceedings of 2nd International Symposium on
Supraconductivity 14-17 Nov. 1989 TSUKUBA p.335 to 340 ".
Cette méthode consiste à introduire sous vide de la poudre supraconductrice dans un tube généralement en argent ou en cupro-aluminium, puis après fermeture, à réduire le diamètre par tréfilage et à éventuellement transformer le fil obtenu en ruban par laminage. Ces opérations mécaniques sont entrecoupées de traitements thermiques destinés à détendre le métal et à restructurer la céramique supraconductrice. Cette méthode conduit à de bons résultats mais présente l'inconvénient de confiner le matériau supraconducteur, dont les performances sont connues pour être très affectées par l'atmosphère de traitement ; il est ainsi difficile de contrôler le taux d'oxygène à l'intérieur du tube et encore plus difficile d'éliminer les très néfastes résidus de carbonates de baryum, calcium ou strontium emprisonnés dans le tube. This method consists in vacuum introduction of the superconducting powder into a generally silver or cupro-aluminum tube, then after closure, to reduce the diameter by wire drawing and possibly convert the wire obtained into ribbon by rolling. These mechanical operations are interspersed with heat treatments intended to relax the metal and to restructure the superconducting ceramic. This method leads to good results but has the disadvantage of confining the superconducting material, whose performance is known to be very affected by the treatment atmosphere; it is thus difficult to control the oxygen content inside the tube and even more difficult to eliminate the very harmful carbonates of barium, calcium or strontium trapped in the tube.
La seconde méthode est décrite dans les articles de K. KOSHINO "Jap. Journal of Applied physics vol. 28 nO 7, july 1989 p. 1214 à 1216" et de T.H. TIEFEL et S. SIN "Applied Physic Letters 58 (17) 29.04.91 p. 1917 à 19". The second method is described in the articles by K. KOSHINO "Jap.Journal of Applied Physics Vol 28 No. 7, July 1989 pp. 1214-1216" and TH TIEFEL and S. SIN "Applied Physic Letters 58 (17) 29.04 .91 pp. 1917-19.
Elle consiste à déposer par sérigraphie ou pulvérisation une encre chargée en poudre supraconductice sur un substrat métallique, puis, après traitement thermique, à laminer ou presser cette structure. Cette fois, le procédé est du type "ouvert", mais les dépôts sérigraphiés sont limités à quelques dixièmes de millimètre d'épaisseur et sont très pauvres en charge céramique. Le retrait de cuisson est très élevé, d'où l'apparition de fissures difficiles à éliminer par laminage et pressage. It consists in depositing, by screen printing or spraying, an ink loaded with superconducting powder on a metal substrate, and then, after heat treatment, rolling or pressing this structure. This time, the process is of the "open" type, but the silkscreened deposits are limited to a few tenths of a millimeter thick and are very poor in ceramic charge. The removal of cooking is very high, resulting in cracks difficult to eliminate by rolling and pressing.
La troisième méthode est décrite dans l'article de K. TOGANO "Proceedings of ICMC' 90 Mai 1990 Garmisch - Partenkirchen. Editor
H.C. Freyhardt Verlag".The third method is described in K. TOGANO's article "Proceedings of ICMC" 90 May 1990 Garmisch - Partenkirchen.
HC Freyhardt Verlag ".
Elle consiste à réaliser dans un premier temps une bande par coulage : une barbotine constituée de poudre de céramique supraconductrice au bismuth en suspension dans un solvant est étalée à l'aide d'un couteau sur un support, puis séchée et décollée. Dans un deuxième temps, cette bande est posée sur un feuillard d'argent, traitée thermiquement jusqu'au début de fusion pour provoquer l'adhésion, puis le tout est laminé et pressé. Ce procédé présente sur la sérigraphie l'avantage d'augmenter l'épaisseur ; par contre la nécessité de fondre, même partiellement, nuit à la pureté finale de la phase ou bismuth à llOK dont la fusion conduit de manière irréversible à un mélange de phases à basses températures critiques (20K et 85K) et de Ca C03 inerte. De plus, l'obtention par coulage d'une bande dense, non fissurée et d'épaisseur reproductible, est assez difficile, surtout dans le cas des phases supraconductrices réactives avec lesquelles bon nombre d'ajouts et de solvants (l'eau en particulier) sont incompatibles. It consists in first making a strip by casting: a slip consisting of bismuth superconducting ceramic powder suspended in a solvent is spread with a knife on a support, then dried and peeled off. In a second time, this band is placed on a silver strip, heat treated until the beginning of fusion to cause adhesion, then the whole is rolled and pressed. This process has the advantage over serigraphy of increasing the thickness; on the other hand, the need to melt, even partially, impairs the final purity of the phase or bismuth at 11OK whose melting irreversibly leads to a mixture of phases at low critical temperatures (20K and 85K) and of inert CaCO 3. In addition, obtaining by casting a dense, uncracked and reproducibly thick strip is quite difficult, especially in the case of reactive superconducting phases with which many additions and solvents (water in particular ) are incompatible.
La présente invention a pour but de mettre en oeuvre un procédé permettant de réaliser une feuille composite de manière économique, par mise en oeuvre d'un matériel courant, offrant une grande liberté de choix des paramètres, et notamment celui de l'épaisseur de la couche supraconductrice. The present invention aims to implement a method for producing a composite sheet economically, by using a common material, offering a great freedom of choice of parameters, including that of the thickness of the superconducting layer.
La présente invention a pour objet un procédé de réalisation d'une structure composite en forme de feuille constituée de deux couches juxtaposées, une couche en métal et une couche à base de matériau supraconducteur à haute température critique, caractérisé par le fait que - dans une première étape on agglomère, à l'aide d'une calandreuse chauffante et avec des liants organiques, de la poudre dudit matériau supraconducteur ou de ses précurseurs, de manière à obtenir une pâte qui forme une bande plastifiée souple, - dans une seconde étape on solidarise ladite bande plastifiée souple par compression ou colaminage sur une bande à base d'un metal compatible avec ledit matériau supraconducteur, - dans une troisième étape on effectue un traitement thermique pour éliminer lesdits liants, éventuellement synthétiser le matériau supraconducteur si on est parti desdits précurseurs, et fritter la feuille à deux couches obtenue. The present invention relates to a method for producing a composite sheet-shaped structure consisting of two juxtaposed layers, a metal layer and a layer based on superconducting material at high critical temperature, characterized in that - in a first step is agglomerated, using a heating calender and with organic binders, the powder of said superconductive material or its precursors, so as to obtain a paste that forms a flexible plasticized strip, - in a second step on solidarise said flexible plasticized strip by compression or bonding on a strip based on a metal compatible with said superconductive material, - in a third step a heat treatment is carried out to remove said binders, possibly synthesize the superconducting material if one left said precursors and sintering the resulting two-layer sheet.
Les différents liants seront précisés plus loin. The different binders will be specified later.
Ladite bande à base de métal peut être dense et obtenue par laminage de métal massif, mais de préférence elle est obtenue comme ladite bande souple par agglomération de poudre dudit métal par des liants organiques à l'aide d'une calandreuse chauffante bon on a alors une bande métallique poreuse. Les taux de liants respectifs dans la bande plastifiée et la bande métallique sont alors choisis de façon à égaliser les retraits de ces deux bandes durant ledit traitement thermique et éviter les déformations dues à l'effet bilame. Said metal-based strip can be dense and obtained by rolling solid metal, but preferably it is obtained as said flexible strip by agglomeration of powder of said metal by organic binders using a heating calender good then a porous metal band. The respective binder levels in the plasticized strip and the metal strip are then chosen so as to equalize the shrinkage of these two strips during said heat treatment and to avoid distortions due to the bimetallic effect.
Pour réaliser ladite bande souple plastifiée on prépare d'abord une poudre par broyage à sec - soit une poudre d'un matériau supraconducteur choisi parmi
Ln2 Ba4 Cu6+n 014+n avec : Ln = lanthanide ou : (BP)2 Sr2 Can Cuî+n 6+2n avec : BP = Bi, Bi x Pbx, T1 et n = O ; 1 ; 2.To produce said plasticized flexible strip, a powder is first prepared by dry grinding - a powder of a superconductive material chosen from
Ln2 Ba4 Cu6 + n 014 + n with: Ln = lanthanide or: (BP) 2 Sr2 Can Cu1 + n 6 + 2n with: BP = Bi, Bi x Pbx, T1 and n = O; 1; 2.
- soit un mélange stoechiométrique de poudres de précurseurs correspondant au matériau supraconducteur souhaité et choisis parmi
Ln203, BaC03, SrCO3, CaC03, Bi203, Bi2(C03)3, PbO, Pb304, PbC03.or a stoichiometric mixture of precursor powders corresponding to the desired superconducting material and chosen from
Ln 2 O 3, BaCO 3, SrCO 3, CaCO 3, Bi 2 O 3, Bi 2 (CO 3) 3, PbO, Pb 3 O 4, PbCO 3.
Afin de faciliter l'opération de broyage d'une telle poudre et d'augmenter son affinité vis-à-vis desdits liants organiques, on ajoute un agent surfactant choisi parmi les esters d'acides gras, tels que le trioléate de glycérol, le stéarate de glycol ou de triéthanolamine, le triplamitate de glycérol. In order to facilitate the grinding operation of such a powder and to increase its affinity with respect to said organic binders, a surfactant agent is added chosen from fatty acid esters, such as glycerol trioleate, glycol or triethanolamine stearate, glycerol triplamitate.
Par ailleurs entre les cylindres chauffés entre 800C et 1500C de ladite calandreuse, on malaxe lesdits liants et d'abord un polymère thermoplastique, tel que par exemple le polyéthylène, le polypropylène, l'éthylène vinyle acétate, le polystyrène. Furthermore, between the rolls heated between 800C and 1500C of said calender, said binders are kneaded and first a thermoplastic polymer, such as for example polyethylene, polypropylene, ethylene vinyl acetate, polystyrene.
De préférence on ajoute à ce polymère une cire microcristalline telle que l'ozokérite ou un ester d'acide gras, tel que ceux qui sont mentionnés plus haut. Preferably, a microcrystalline wax such as ozokerite or a fatty acid ester, such as those mentioned above, is added to this polymer.
Après obtention de la fusion pâteuse du polymère thermosplastique et de la cire, on incorpore par petites fractions la poudre broyée précédemment ; si cette incorporation est difficile, on peut l'aider en ajoutant de petites quantités d'agent plastifiant, par exemple un ester lourd, tel que du phtalate de dibutyle ou de dioctyle. After obtaining the pasty fusion of the thermosplastic polymer and the wax, the previously ground powder is incorporated in small portions; if this incorporation is difficult, it can be helped by adding small amounts of plasticizer, for example a heavy ester, such as dibutyl or dioctyl phthalate.
Le tableau suivant résume les compositions de la pâte (en masse)
- poudre proprement dite 80 à 80%
- agent surfactant 0,2% à 1%
The following table summarizes the compositions of the dough (in mass)
- powder itself 80 to 80%
surfactant agent 0.2% to 1%
<tb> <SEP> polymère <SEP> thermosplastique <SEP> 5% <SEP> à <SEP> 15%
<tb> liants1 <SEP> - <SEP> cire <SEP> microcristalline <SEP> 1% <SEP> à <SEP> 5%
<tb> <SEP> | <SEP> - <SEP> agent <SEP> plastifiant <SEP> 0 <SEP> à <SEP> 5%.
<tb><tb><SEP> polymer <SEP> thermosplastic <SEP> 5% <SEP> to <SEP> 15%
<tb> binders1 <SEP> - <SEP> wax <SEP> microcrystalline <SEP> 1% <SEP> to <SEP> 5%
<tb><SEP> | <SEP> - <SEP> agent <SEP> plasticizer <SEP> 0 <SEP> to <SEP> 5%.
<Tb>
<SEP> L
<tb>
Après complète incorporation, on travaille la pâte jusqu'à parfaite homogénéité, on rapproche les cylindres de façon à calibrer la bande à l'épaisseur désirée ; on coupe alors le chauffage d'un cylindre, ce qui a pour effet de regrouper la pâte sur le cylindre chaud, on écarte les cylindres et on laisse refroidir après avoir pratiqué une saignée longitudinale dans la pâte. Cette dernière se décolle d'elle même au refroidissement ; un simple réchauffement en étuve à 1000C la ramène à la forme plane.<SEP> L
<Tb>
After complete incorporation, the dough is worked to perfect homogeneity, the rolls are brought closer so as to calibrate the band to the desired thickness; the heating of a cylinder is then cut off, which has the effect of grouping the dough on the hot cylinder, the rolls are spread apart and allowed to cool after having made a longitudinal groove in the dough. The latter is detached from itself at cooling; a simple heating in an oven at 1000C brings it back to the flat shape.
Une telle bande plastifiée est solide et souple, très facile à calibrer et à manipuler. Sa réalisation ne nécessite que l'utilisation d'un matériel courant et bon marché.Such a plasticized strip is solid and flexible, very easy to calibrate and handle. Its realization requires only the use of a current and cheap equipment.
Au cours de ladide seconde étape du procédé selon l'invention, on effectue la solidarisation de ladite bande souple plastifiée avec ladite bande métallique par une opération de compression ou une opération de colaminage. During the second step of the process according to the invention, said flexible plasticized strip is secured to said metal strip by a compression operation or a roll-forming operation.
Si l'on opère par compression, on utilise un cadre dont l'épaisseur est choisie pour que le volume qu'il définit intérieurement soit inférieur de 1% à 10% au volume de matière qu'on y place. On dispose dans ce cadre la bande souple et la bande métallique et on le place entre deux plaques de compression avec interposition de deux feuilles de papier d'aluminium. If one operates by compression, using a frame whose thickness is chosen so that the volume it defines internally is 1% to 10% less than the volume of material placed therein. The flexible strip and the metal strip are placed in this frame and placed between two compression plates with the interposition of two sheets of aluminum foil.
L'ensemble est porté à une température allant de 1500C et 2500C entre les plateaux d'une presse chauffante, puis comprimé entre 50 et 200 bars quand on utilise une bande métallique dense et entre 10 et 50 bars quand on utilise une bande métallique poreuse. On refroidit et on démoule. Le papier d'aluminium pelable permet d'éviter le collage sur les plaques de compression
Si l'on effectue la solidarisation des deux bandes par colaminage, on opère de la façon suivante.The assembly is brought to a temperature ranging from 1500C and 2500C between the trays of a heating press, and then compressed between 50 and 200 bar when using a dense metal strip and between 10 and 50 bar when using a porous metal strip. Cool and unmold. Peelable aluminum foil prevents sticking on compression plates
If the joining of the two strips by bonding is carried out, the procedure is as follows.
Entre les cylindres d'une calandreuse chauffés entre 100 C et 1500C, dont l'écartement est réglé de façon à obtenir un fluage de la matière compris entre 5% et 10% et dont la vitesse de rotation est réglée pour une avance comprise sentre 10 et 100 cm/minute, on introduit les deux bandes à solidariser préalablement placées entre deux papiers d'aluminium. La feuille colaminée est récupérée en sortie des cylindres après pelage du papier d'aluminium.Between the rolls of a calender machine heated between 100 ° C and 1500 ° C, the spacing of which is adjusted so as to obtain a creep of the material of between 5% and 10% and the speed of rotation of which is set for a feed rate of 10%. and 100 cm / minute, we introduce the two strips to be secured previously placed between two aluminum foils. The colaminated sheet is recovered at the outlet of the rolls after peeling the aluminum foil.
Dans le procédé qui vient d'être défini on a toujours solidarisé une bande plastifiée souple supraconductrice avec une bande métallique. D'autres variantes peuvent être envisagées avec une bande plastifiée souple entre deux bandes métalliques ou une bande métallique entre deux bandes plastifiées souples. Toute autre structure comprenant plusieurs structures précédentes juxtaposées peut être aussi réalisée selon l'invention. In the process which has just been defined, a flexible plasticized superconductive strip has always been secured to a metal strip. Other variants may be envisaged with a flexible plasticized strip between two metal strips or a metal strip between two flexible plasticized strips. Any other structure comprising several juxtaposed previous structures may also be made according to the invention.
Quelle que soit la structure "crue" ainsi obtenue, on effectue un traitement thermique dans ladite troisième étape du procédé selon l'invention. Whatever the "raw" structure thus obtained, a heat treatment is carried out in said third stage of the process according to the invention.
Cette étape comporte en premier lieu une élimination des liants par montée lente (300C/heure) de la température sous gaz neutre (N2 - Ar...) jusqu'à 5000C ou 6000C. La suite du traitement est classique et dépend du matériau supraconducteur à traiter. This step involves, in the first place, elimination of the binders by slow rise (300C / hour) of the temperature under neutral gas (N2 - Ar ...) up to 5000C or 6000C. The rest of the treatment is conventional and depends on the superconducting material to be treated.
Dans le cas des composés à l'yttrium (Y2Ba2Cu3O7), c'est un palier de 5 à 10 heures si le matériau a déjà été synthétisé ; si préférentiellement, il est à l'état de précurseurs, le palier est de 12 à 30 heures. Dans les deux cas, l'opération est conduite sous oxygène (entre 10 et 100%) et à des températures respectives de 8800C à 9500C. Ce palier est suivi d'une descente à 600heure jusqu'à 5000C sous la même atmosphère, puis d'une descente à 200C/heure jusqu'à 2500C préférentiellement sous oxygène pur, et enfin d'une descente à 1200C/heure. In the case of compounds with yttrium (Y2Ba2Cu3O7), it is a step of 5 to 10 hours if the material has already been synthesized; if it is preferably in the precursor state, the level is 12 to 30 hours. In both cases, the operation is conducted under oxygen (between 10 and 100%) and at temperatures of 8800C to 9500C respectively. This stage is followed by a descent at 600 hours to 5000C under the same atmosphere, then a descent at 200C / hour up to 2500C preferentially under pure oxygen, and finally a descent to 1200C / hour.
Dans le cas des composés (BP)2 Sr2 Can CUl+n 06+2n' le palier est de 10 à 20 heures pour le matériau déjà synthétisé ; dans le cas préféré où des précurseurs sont employés, le palier est de 20 à 40 heures (quand n=l) ou de 50 à 200 heures (quand n=2). L'opération est conduite préférentiellement sous oxygène (entre 5 et 20%) à des températures respectives de 7800C à 8700C. Ce palier est suivi d'une descente comprise entre 60 et 2400C/heure jusqu'à 250C, préférentiellement sous oxygène. In the case of compounds (BP) 2 Sr 2 Can CUl + n 06 + 2 n 'the step is from 10 to 20 hours for the material already synthesized; in the preferred case where precursors are employed, the plateau is 20 to 40 hours (when n = 1) or 50 to 200 hours (when n = 2). The operation is preferably carried out under oxygen (between 5 and 20%) at temperatures of 7800.degree. C. to 8700.degree. This level is followed by a descent between 60 and 2400C / hour up to 250C, preferably with oxygen.
Le traitement thermique est complété préférentiellement par une phase d'orientation longitudinale des plans cristallographiques du matériau supraconducteur. Elle consiste de manière connue, et comme indiquée dans les références bibliographiques citées plus haut, à appliquer des contraintes mécaniques sur la feuille à deux couches. On l'écrase par laminage ou par pressage uniaxial à des pressions supérieures à 10 000 bars, puis on effectue un recuit de quelques heures. Cette opération est renouvelée jusqu'à l'obtention des performances optimales. The heat treatment is preferably supplemented by a phase of longitudinal orientation of the crystallographic planes of the superconducting material. It consists in known manner, and as indicated in the references cited above, to apply mechanical stresses on the two-layer sheet. It is crushed by rolling or uniaxial pressing at pressures greater than 10,000 bar, followed by annealing for a few hours. This operation is repeated until optimum performance is achieved.
D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaitront au cours de la description suivante d'exemples de réalisation donnés à titre illustratif mais nullement limitatif. Other features and advantages of the present invention will appear in the following description of embodiments given for illustrative but not limiting.
EXEMPLE 1
On broie pendant 1 heure en broyeur planétaire 11,29g de Y203 39,47g de BaC03 et 23,86g de CuO en présence de 0,7g d'un agent surfactant tel que la "Lubromine" de la Société PROTEX.EXAMPLE 1
11.29 g of Y 2 O 3 were ground for 1 hour in a planetary mill, 39.47 g of BaCO 3 and 23.86 g of CuO in the presence of 0.7 g of a surfactant such as "Lubromin" from PROTEX.
Entre les cylindres d'une calandreuse chauffés à 1000C, on amène à la fusion pâteuse un mélange de 8g de polyéthylène basse densité et de îg d'ozokérite, puis on incorpore par petites fractions la poudre broyée. Pour faciliter l'incorporation des dernières fractions, on ajoute goutte à goutte 0,5g de phtalate de dibutyle. On malaxe la pâte pendant 30 minutes, on règle l'écartement entre les cylindres à 0,45 mm et on refroidit un cylindre, ce qui a pour effet de regrouper la pâte autour du cylindre chaud qu'on refroidit à son tour. On fend longitudinalement la pâte qui, en se solidifiant, se décolle sous forme d'une bande plastifiée cintrée qu'on aplatit en la réchauffant dans une étuve à 1000C. Between the rolls of a calender machine heated to 1000 ° C., a mixture of 8 g of low density polyethylene and 1 g of ozokerite is introduced into the pasty fusion, and then the ground powder is incorporated in small portions. To facilitate the incorporation of the last fractions, 0.5 g of dibutyl phthalate are added dropwise. The dough is kneaded for 30 minutes, the gap between the rolls is adjusted to 0.45 mm and a cylinder cooled, which has the effect of grouping the dough around the hot roll which is cooled in turn. The dough is longitudinally slit which, upon solidification, peels off in the form of a curved plastic strip which is flattened by heating it in an oven at 1000 ° C.
On empile - une plaque de compression, - un papier d'aluminium, - un cadre de 100 x 100 mm, d'épaisseur 0,5 mm, contenant une bande en argent de 0,1 mm d'épaisseur nettoyée à l'acide nitrique 50% et ladite bande plastifiée découpée, - un second papier d'aluminium et une seconde plaque de compression. Stacking - a compression plate, - aluminum foil, - a frame 100 x 100 mm, thickness 0.5 mm, containing a silver strip 0.1 mm thick acid-cleaned 50% nitric and said cut plasticized strip, a second aluminum foil and a second compression plate.
Le tout est porté à 2000C entre les plateaux d'une presse hydraulique, puis comprimé à 200 Kilonewtons pendant une minute. La presse est refroidie à 800C sous pression puis ouverte. On démoule la feuille composite argent/supraconducteur selon l'invention qui a tendance à se cintrer par effet bilame. The whole is brought to 2000C between the plates of a hydraulic press, then compressed to 200 Kilonewtons for one minute. The press is cooled to 800C under pressure and then opened. The silver / superconducting composite sheet according to the invention is demolded and has a tendency to bend by bimetallic effect.
On découpe un échantillon qu'on place dans un four programmé de la manière suivante
- une montée à 300C/heure jusqu'à 5000C sous N2,
- une montée à 600heure jusqu'à 9200C sous 2/N2 10%
- un palier à 9200C de 15 heures sous 2/N2 10%
- une descente à 600heure jusqu'à 5000C sous 02/N2 10%
- une descente à 200C/heure jusqu'à 2500C sous 02
- une descente à 1200C/heure jusqu'à 250C sous 02.Cut a sample that is placed in a furnace programmed as follows
a rise at 300C / hour up to 5000C under N2,
- a rise to 600 hours up to 9200C under 2 / N2 10%
- a bearing at 9200C of 15 hours under 2 / N2 10%
- a descent at 600 hours up to 5000C under 02 / N2 10%
- descent at 200C / hour up to 2500C under 02
- a descent at 1200C / hour up to 250C under 02.
On récupère l'échantillon qui a tendance à s'enrouler sur lui-même ; on porte son épaisseur de 0,4 mm à 0,1 mm par laminage, et on le recuit selon un traitement identique au précédent sauf la montée qui est une rampe à 1200C/heure jusqu'à 8900C et la durée du palier qui est ramenée à 5 heures à 8900C. We recover the sample which tends to wind on itself; its thickness is increased from 0.4 mm to 0.1 mm by rolling, and annealed in a treatment identical to the previous one except the rise which is a ramp at 1200C / hour up to 8900C and the duration of the bearing which is brought back at 5 o'clock at 8900C.
Un tel échantillon révèle une densité de courant critique à 77K de 40 A/mm2. Such a sample reveals a critical current density at 77K of 40 A / mm 2.
EXEMPLE 2
Il est identique au précédent sauf en ce qui concerne la bande d'argent qui, au lieu d'être découpée dans du clinquant est une bande plastifiée obtenue en malaxant dans la calandreuse chauffante un mélange de poudre d'argent et de 10% de polyéthylène ; après refroidissement et.décollage, on obtient une bande constituée respectivement en volume de 56,4% de polyéthylène et de 43,3% d'argent.EXAMPLE 2
It is identical to the preceding except for the silver band which, instead of being cut from the foil is a plasticized strip obtained by mixing in the heating calandreuse a mixture of silver powder and 10% of polyethylene ; after cooling and peeling, a strip constituted respectively by volume of 56.4% of polyethylene and 43.3% of silver is obtained.
La compression est effectuée dans le même équipement que celui décrit dans l'exemple 1, mais la pression appliquée est réduite à 100 kilonewtons toutes conditions égales par ailleurs. La feuille composite obtenue présente sur celle de l'exemple 1 l'avantage de ne pas être cintrée ; de plus l'adhérence entre les deux couches est très améliorée. The compression is performed in the same equipment as that described in Example 1, but the applied pressure is reduced to 100 kilonewtons all conditions being equal. The composite sheet obtained has that of Example 1 the advantage of not being bent; moreover, the adhesion between the two layers is very much improved.
Cette structure, traitée dans les mêmes conditions que celle de l'exemple 1 ne s'enroule pas sur elle même, ce qui facilite les opérations de laminage destinées à orienter les cristallites, d'où une amélioration des capacités de transport de supracourant. This structure, treated under the same conditions as that of Example 1 does not roll on itself, which facilitates rolling operations for orienting the crystallites, resulting in an improvement of the transport capacity of supracurrant.
EXEMPLE 3
On broie pendant 1 heure en broyeur planétaire 18,64g de Bi203 5,34g de PbC03 ; 14,76g de SrC03 : 1O,OOg de CaC03 et 11,93g de CuO en présence de 0,6g de "Lubromine". EXAMPLE 3
18.64 g of Bi 2 O 3 are ground for one hour in a planetary mill. 5.34 g of PbCO 3 are added; 14.76 g of SrCO3: 10.0 g of CaCO3 and 11.93 g of CuO in the presence of 0.6 g of "Lubromin".
Cette poudre est mise en forme de bande plastifiée par le procédé décrit dans l'exemple 1, puis une feuille composite est réalisée par justaposition à une bande d'argent en poudre plastifiée par 10% de polyéthylène selon le procédé décrit dans l'exemple 2. This powder is shaped plasticized strip by the method described in Example 1, then a composite sheet is made by justaposition to a silver band powder plasticized with 10% polyethylene according to the method described in Example 2 .
On découpe un échantillon qu'on place dans un four programmé de la façon suivante
- une montée à 300C/heure jusqu'à 5000C sous N2
- une montée à 600heure jusqu'à 8100C sous 02/N2 10%
- un palier de 150 heures à 81000 sous 02/N2 10%
- une descente à 1200C/heure à 250C sous 02 pur.Cut a sample that is placed in a furnace programmed as follows
- a rise to 300C / hour up to 5000C under N2
- a rise to 600 hours up to 8100C under 02 / N2 10%
- a level of 150 hours at 81000 under 02 / N2 10%
- a descent at 1200C / hour at 250C under pure 02.
L'échantillon est récupéré et on porte son épaisseur de 0,4 mm à 0,1 mm par laminage et on le recuit 24 heures à 8000C sous 02/N2 10%. The sample is recovered and its thickness is increased from 0.4 mm to 0.1 mm by rolling and is annealed for 24 hours at 8000 ° C. under 10% N 2 / N 2.
Ce ruban présente une température critique de 107K et voit sa résistance devenir nulle à 92K. This tape has a critical temperature of 107K and its resistance becomes zero at 92K.
EXEMPLE 4
I1 est identique au précédent sauf en ce qui concerne la structure comprimée : on effectue le juxtaposition de façon à obtenir une bande de précurseurs supraconducteurs prise en "sandwich" entre deux bandes en poudre d'argent plastifiées. Le traitement thermique de synthèse est identique à celui de l'exemple 3, mais les opérations de laminage en vue d'orienter les cristallites sont grandement facilitées ; le fluage est plus régulier et la tendance ou déchirement très atténuée.EXAMPLE 4
It is identical to the previous one except for the compressed structure: the juxtaposition is carried out so as to obtain a band of superconducting precursors sandwiched between two plasticized silver powdered strips. The synthesis heat treatment is identical to that of Example 3, but the rolling operations for orienting the crystallites are greatly facilitated; the creep is more regular and the tendency or tearing very attenuated.
EXEMPLE 5
On prépare deux bandes plastifiées de 0,5 mm d'épaisseur respectivement en poudre de précurseurs de Y1Ba2Cu3O7 et en poudre d'argent ; toutes deux sont plastifiées par 10% de polyéthylène et 1% d'azokérite. On règle la température des cylindres à 1500C, l'avance à 10 cm/minute et l'écartement à 0,95 mm ; on introduit entre les cylindres les deux bandes glissées entre deux feuilles d'aluminium d'épaisseur 0,05 mm ; on récupère l'ensemble collé par l'effet de la chaleur et de la pression, et on pèle les feuilles d'aluminium. Ces opérations peuvent être effectuées en continu ce qui constitue un net avantage économique. La suite du procédé est conforme à l'exemple 2.EXAMPLE 5
Two 0.5 mm thick plastic strips are prepared respectively in Y1Ba2Cu3O7 precursor powder and in silver powder; both are plasticized with 10% polyethylene and 1% azokerite. The temperature of the rolls is set at 1500 ° C, the feed rate is 10 cm / minute and the gauge is 0.95 mm; the two strips slid between two aluminum sheets 0.05 mm thick are introduced between the rolls; the glued assembly is recovered by the effect of heat and pressure, and the aluminum foils are peeled off. These operations can be carried out continuously which constitutes a clear economic advantage. The rest of the process is in accordance with Example 2.
Bien entendu l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation qui viennent d'être décrits. On pourra, sans sortir du cadre de l'invention remplacer tout moyen par un moyen équivalent. Naturally, the invention is not limited to the embodiments that have just been described. Without departing from the scope of the invention, any means may be replaced by equivalent means.
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APPLIED PHYSICS LETTERS. vol. 58, no. 17, 29 Avril 1991, NEW YORK US pages 1917 - 1919; T. H. TIEFEL ET AL: 'Fabrication of thin-film superconductors by bulk processing' * |
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 015, no. 389 (M-1164)2 Octobre 1991 & JP-A-3 158 203 ( FURUKAWA ELECTRIC ) 8 Juillet 1991 * |
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 015, no. 394 (E-1119)7 Octobre 1991 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
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FR2680604B1 (en) | 1997-02-28 |
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