HUT55319A - Superconductor composition containing copper and oxigen and process for producing them - Google Patents
Superconductor composition containing copper and oxigen and process for producing them Download PDFInfo
- Publication number
- HUT55319A HUT55319A HU891426A HU142689A HUT55319A HU T55319 A HUT55319 A HU T55319A HU 891426 A HU891426 A HU 891426A HU 142689 A HU142689 A HU 142689A HU T55319 A HUT55319 A HU T55319A
- Authority
- HU
- Hungary
- Prior art keywords
- temperature
- cuo
- tube
- electrically conductive
- conductive material
- Prior art date
Links
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims abstract description 49
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 13
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 7
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 title claims description 7
- 239000010949 copper Substances 0.000 title claims description 7
- 239000002887 superconductor Substances 0.000 title description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 4
- RKTYLMNFRDHKIL-UHFFFAOYSA-N copper;5,10,15,20-tetraphenylporphyrin-22,24-diide Chemical compound [Cu+2].C1=CC(C(=C2C=CC([N-]2)=C(C=2C=CC=CC=2)C=2C=CC(N=2)=C(C=2C=CC=CC=2)C2=CC=C3[N-]2)C=2C=CC=CC=2)=NC1=C3C1=CC=CC=C1 RKTYLMNFRDHKIL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 claims description 13
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims description 11
- 229910021193 La 2 O 3 Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims description 9
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 claims description 6
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 5
- 230000007704 transition Effects 0.000 claims description 5
- 230000001052 transient effect Effects 0.000 claims description 2
- 230000000977 initiatory effect Effects 0.000 claims 1
- QPLDLSVMHZLSFG-UHFFFAOYSA-N Copper oxide Chemical compound [Cu]=O QPLDLSVMHZLSFG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 26
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 18
- 239000000463 material Substances 0.000 description 15
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 11
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 10
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 9
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 8
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 8
- 239000004570 mortar (masonry) Substances 0.000 description 8
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 7
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 description 5
- 150000001340 alkali metals Chemical class 0.000 description 5
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 5
- 239000001307 helium Substances 0.000 description 4
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 description 4
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 4
- 229910052788 barium Inorganic materials 0.000 description 3
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 3
- 238000002447 crystallographic data Methods 0.000 description 3
- DSAJWYNOEDNPEQ-UHFFFAOYSA-N barium atom Chemical compound [Ba] DSAJWYNOEDNPEQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- BWHMMNNQKKPAPP-UHFFFAOYSA-L potassium carbonate Chemical compound [K+].[K+].[O-]C([O-])=O BWHMMNNQKKPAPP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 2
- 239000005751 Copper oxide Substances 0.000 description 1
- 206010021143 Hypoxia Diseases 0.000 description 1
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 238000004320 controlled atmosphere Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 229910000431 copper oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000007717 exclusion Effects 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- 210000004209 hair Anatomy 0.000 description 1
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 1
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 1
- 229910052746 lanthanum Inorganic materials 0.000 description 1
- FZLIPJUXYLNCLC-UHFFFAOYSA-N lanthanum atom Chemical compound [La] FZLIPJUXYLNCLC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MRELNEQAGSRDBK-UHFFFAOYSA-N lanthanum(3+);oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[La+3].[La+3] MRELNEQAGSRDBK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000010339 medical test Methods 0.000 description 1
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 1
- 229910000027 potassium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000015320 potassium carbonate Nutrition 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 238000012552 review Methods 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 238000005476 soldering Methods 0.000 description 1
- 239000006104 solid solution Substances 0.000 description 1
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 1
- 238000000859 sublimation Methods 0.000 description 1
- 230000008022 sublimation Effects 0.000 description 1
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01F—COMPOUNDS OF THE METALS BERYLLIUM, MAGNESIUM, ALUMINIUM, CALCIUM, STRONTIUM, BARIUM, RADIUM, THORIUM, OR OF THE RARE-EARTH METALS
- C01F11/00—Compounds of calcium, strontium, or barium
- C01F11/02—Oxides or hydroxides
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
- C01G3/00—Compounds of copper
- C01G3/006—Compounds containing, besides copper, two or more other elements, with the exception of oxygen or hydrogen
-
- 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
-
- 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
- C04B35/64—Burning or sintering processes
- C04B35/645—Pressure sintering
-
- 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
- H10N60/80—Constructional details
- H10N60/85—Superconducting active materials
- H10N60/855—Ceramic superconductors
- H10N60/857—Ceramic superconductors comprising copper oxide
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2002/00—Crystal-structural characteristics
- C01P2002/70—Crystal-structural characteristics defined by measured X-ray, neutron or electron diffraction data
- C01P2002/72—Crystal-structural characteristics defined by measured X-ray, neutron or electron diffraction data by d-values or two theta-values, e.g. as X-ray diagram
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2002/00—Crystal-structural characteristics
- C01P2002/70—Crystal-structural characteristics defined by measured X-ray, neutron or electron diffraction data
- C01P2002/76—Crystal-structural characteristics defined by measured X-ray, neutron or electron diffraction data by a space-group or by other symmetry indications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S505/00—Superconductor technology: apparatus, material, process
- Y10S505/80—Material per se process of making same
- Y10S505/801—Composition
- Y10S505/809—Ceramic
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S505/00—Superconductor technology: apparatus, material, process
- Y10S505/80—Material per se process of making same
- Y10S505/81—Compound
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S505/00—Superconductor technology: apparatus, material, process
- Y10S505/80—Material per se process of making same
- Y10S505/815—Process of making per se
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geology (AREA)
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
Description
A találmány tárgya réz- és oxigéntartalmú szupravezető kompozíció, valamint eljárás annak előállítására.
Az elmúlt évek egyik lényeges előremutató tudományos felismerése az a megállapítás, hogy a ritkaföldfémek, a réz és a bárium oxidjaiból álló rendszerekben viszonylag magas kritikus hőmérsékletű szupravezetés lehetséges.
Az alapfelismerést Bednorz és Müller cikke tartalmazza (Z, Phvs.. B64, 189, 1986), amely szerint a lantánt, báriumot, rezet és oxigént tartalmazó keverékből megfelelő módon olyan kerámia jellegű anyag állítható elő, amely mintegy 35 K kritikus hőmérséklet alatt szupravezető jellemzőket mutat. Ezt a tudományos eredményt azóta számos további vizsgálódás erősítette meg [lásd például Rao és Ganguly, Current Science, 56. 47 (1987), Chu és társai, Phvs. Rév. Lett.. 58, 405 (1987) , Cava és társai, Phvs. Rév. Lett.. 58, 408 (1987), Bednorz és társai, Europhvs. Lett., 3, 379 (1987)]. Megállapították, hogy ezekben a rendszerekben a szupravezetésért alapvetően az említett elemekből létrejövő Laj_x(Ba,Sr,Ca)xO4_y összetételű komponens felelős, amelyre a tetragonális, K2NiFe4 típusú kristályszerkezet jellemző. Itt x általában 0,15 körüli értéket vesz fel, míg y az oxigénhiány mértékét (a vakanciát) mutatja.
Az ilyen jellegű anyagokkal kapcsolatos különböző ismeretekre vonatkozóan ezt követően már legalább négyszáz tudományos közlemény jelent meg. Ezek közül azonban mindössze három az, amelyben fellelhető utalás arra, hogy ezekben a struktúrákban az alkálifémek is szerepet játszhatnak, mindhárom publikáció a kálium alkalmazására utal. Ogita és társai, Japn. J. Appl. Phvs., 26. L415 (1987) olyan (Lag,95KQ,θ5)2CuO4_y képlet tel jellemezhető anyag előállítását mutatják be, amelynél La2Ű3, CuO és K2CO3 megfelelő mennyiségeit összekeverik, a keveréket 700 °C hőmérsékleten levegőatmoszférában 12 órán át égetik, majd a levegőatmoszféra fenntartása mellett 1000 °C hőmérsékleten további 2 órán keresztül szinterelik. Az így kapott La0,95K0,05)2CuO4—y összetételű anyagra a K2NÍF4 típusú tetragonális kristálystruktúra volt jellemző, olyan félvezető anyagot alkotott, amely még a folyékony hélium hőmérsékletén sem volt szupravezető.
Fine és társai a Chemistry of High-Temperature Superconductors című munkájukban (ÁCS Symposium Series 351, kiadta D. L. Nelson, M. S. Whittingham és T. F. George, American Chemical Society, Washington, D.C. /1987/, 10. fejezet) elemzik a névleges összetétel hatását a La2CuO4_y típusú anyagok szupravezetésére. A lantán-trioxid és a rézoxid megfelelő, általában sztüchiometriai arányt követő mennyiségeit összekeverték, ezzel olyan mintákat állítottak elő, amelyekre az La1/9CuO4_y és az La2CuO4_y összetétel volt jellemző. A kiindulási anyagok mindegyik keverékét három adagra osztották, ezek közül a másodikhoz és a harmadikhoz rendre 5 tömeg%, illetve 10 tömeg% I^COg-t adtak, továbbá az 1^03, a CuO és a K2CO3 megfelelő mennyiségeiből La^,9Κθ,2CUO7 névleges összetételű anyagot is előállítottak. A kompozíciók mindegyikét röntgendiffrakciós szerkezetvizsgálatnak vetették alá, mégpedig por fázisból kiindulva és úgy találták, hogy a kompozíciók egyetlen vagy lényegében csak egyetlen fázisból álltak, mivel a szerzők szerint vagy a minta anyagából a K2O szublimáció révén távozott, vagy ez a vegyület alig kristályosodott formában volt jelen. A nyert hét mintára elvégzett elemzések a rácsparaméterekre a standard deviáció határain belül azonosak voltak és egybeestek azokkal az értékekkel, amelyeket a szakirodalom az La2CuO4_y rácsparamétereire közöl. A szerzők megállapították, hogy minden esetben a minta anyagát sztöchiometriai arányban az La2CuO4_y összetétel jellemezte, lényegében La2_xKxCuO4_y típusú szilárd oldat nem keletkezett.
Fine és társai, Phvs. Rév. . B 36, 5716 (1987) hasonló jellegű kutatásokról számolnak be az említett ÁCS Symposium Series 351 kiadványban említett munkák további folytatásaként, amikoris nyolc mintát vizsgáltak, amelyek mindegyikére az Lal,8CuO4—y összetétel volt jellemző, az eredmények is hasonlóak voltak.
Jól látható, hogy az alkálifémek felhasználásával mindeddig szupravezető kompozíciót létrehozni nem sikerült. Ez annyit jelent, hogy az ismert La2CuO4 összetételű anyagokban az alkálifémek bevezetése nem eredményezett olyan anyagot, amely a folyékony héliumra jellemző hőmérséklettertomány fölött szupravezetést mutatna.
Felmerült az igény a szupravezető anyagokat eredményező technológiák lehetőségeinek, a szupravezető anyagok körének további bővítésére és ezek között az La]_xAxCuO4_y típusú anyagok létrehozására, ahol A alkálifém, míg az anyag szupravezető jellemzőket mutat.
Ennek megfelelően feladatunk olyan kompozíció létrehozása, amely alkálifémet tartalmazó szupravezetőként viselkedik, legalább 10 K kritikus hőmérséklettel. Feladatunk továbbá az ennek az anyagnak az előállítására és hasznosítására szolgáló • ·
eljárás megalkotása is.
A felmerült igény kielégítésére ezért olyan réz- és oxigéntartalmú szupravezető kompozíciót dolgoztunk ki, amely a találmány értelmében alapvetően La2_xNaxCuOz összetételű, szupravezető tulajdonságú fémoxid-fázist tartalmaz, ahol x értéke mintegy 0,1 és mintegy 0,3 között, z értéke mintegy 3,8 és mintegy 4,2 között van, célszerűen mintegy 4, míg a fémoxid-fázis K2N1F4 típusú tetragonális kristálystruktúrát mutat, amely röntgendiffrakciós szerkezetvizsgálat szerint 14/mmm tércsoportokból épül fel, jellemző átmeneti (kritikus) hőmérséklete legalább 10 K.
Ugyancsak a kitűzött feladat megoldására szolgál az a találmány szerinti eljárás, amelynél sztöchiometriai arányban La2O3, Na2O2 vegyületeket és CuO-t keverünk össze, a keveréket hermetikusan lezárt tartályban kemencébe helyezzük és ott mintegy 12 és mintegy 24 óra közötti időtartammal mintegy 850 °C és mintegy 900 °C közé eső hőmérsékleten tartjuk, majd a kemencét hagyjuk lehűlni mintegy 100 °C hőmérsékletre és ezután a tartályt kivéve és felnyitva tartalmát levegőn szobahőmérsékletre hűtjük.
Különösen előnyös a találmány szerinti eljárásnak az a foganatositási módja, amelynél a hermetikusan lezárt tartály környezetében a megemelt hőmérséklet alkalmazása közben mintegy 300 kPa nyomást hozunk létre, mivel így általában legalább 20 K kritikus hőmérsékletű szupravezető anyag nyerhető.
Továbbra is a találmány elé kitűzött feladat megoldásaként olyan eljárást alakítottunk ki elektromos áram vezetésére elektromosan vezető anyagban, ahol a találmány értelmében elő» 9 » »
- 6 szőr elektromosan vezető anyagot készítünk La2-xNaxCuOz általános képlettel - itt x értéke mintegy 0,1 és 0,3 között, z értéke mintegy 3,8 és mintegy 4,2 között van, míg a fémoxid-fázis K2NiF4 típusú tetragonális kristálystruktúrát mutat, amely röntgendiffrakciós szerkezetvizsgálat szerint I4/mmm tércsoportokból épül fel, átmeneti (kritikus) hőmérséklete legalább 10 K -, majd az elektromosan vezető anyagot mintegy 30 K, adott esetben mintegy 10 K vagy ennél kisebb hőmérsékletre lehűtjük, ezzel szupravezetővé tesszük és benne az elektromos áram folyását megindítjuk, különösen azután, hogy az elektromosan vezető anyagot vezetékké és szükség szerint a vezetékből álló tekerccsé alakítjuk.
A találmány tárgyát a továbbiakban példaként! foganatosítás! módok és kiviteli példák kapcsán ismertetjük részletesen.
A találmány értelmében olyan La2-xNaxCuOz névleges összetételű szupravezető fázissal rendelkező anyagot készítünk, amelyre az x értéke 0,1 és 0,3 között van, míg kristályszerkezetére a K2N1F4 típusú tetragonális kristálystruktúra jellemző, amely I4/mmm jelű tércsoportokból tevődik össze, mint ezt a kapott terméken elvégzett röntgendiffrakciós szerkezetvizsgálat bizonyítja.
A találmány értelmében a szupravezető kompozíciót a következő módon készítjük el. Sztöchiometriai arányban La2O3, CuO és Na2O2 megfelelő mennyiségeit keverjük össze, például mozsárban összeőröljük őket, majd a keveréket szabályozott összetételű atmoszférában hevítjük. Ügy találtuk, hogy a találmány szerinti kompozíció csak akkor alakítható ki, ha az összetevők he-
vítésére alkalmazott atmoszféra összetételét gondosan ellenőrizzük. Ennek egyik lehetősége az, hogy az összetevőket hordozó keveréket velük reakcióba nem lépő anyagból, például aranyból álló csőbe helyezzük, majd a csövet forrasztással lezárjuk. Az így hermetikusan lezárt csövet kemencébe helyezzük, majd ott mintegy 12 és mintegy 24 óra közötti időtartamon keresztül mintegy 850 °C és mintegy 900 °C közötti hőmérsékleten tartjuk. Ezután a kemence tápellátását megszüntetjük, belső terét hagyjuk mintegy 100 °C hőmérsékletre lehűlni és ezután a csövet onnan kivesszük, gyorsan környezeti hőmérsékletre lehűtjük. Ezután a csövet felnyitjuk és megállapításaink szerint fekete színű anyag keletkezik, amely porszerű állagú. Az így kapott kompozícióra az átmeneti (kritikus) hőmérséklet, vagyis a szupravezető tulajdonság jelentkezésére jellemző hőmérséklet mintegy 10 K és 15 K között van.
Különösen előnyösnek bizonyult az a megvalósítási módja a találmánynak, amikoris a hermetikusan lezárt tartályt (csövet) mintegy 300 kPa (3 kbar) nyomásnak tesszük ki, mielőtt a hevítést megkezdenénk és ezt a nyomást a hevítés alatt is fenntartjuk. Az ezen a módon előkészített szupravezető kompozíciókra az átmeneti (kritikus) hőmérséklet 15 K felett van, általában a 20 K és a mintegy 30 K közötti értékek nyerhetők.
Ha az összetevők relatív mennyiségeit úgy választjuk, hogy így a La2-xNaxCuOz névleges összetételű anyag létrejöhessen, ahol x értéke mintegy 0,1 és mintegy 0,3, a z értéke mintegy 3,8 és mintegy 4,2 között van, a találmány szerinti eljárással előállított termék lényegében egyetlen fázisból áll és az a találmány szerinti szupravezető kompozíciót alkotja. Ha az • ·
- 8 összetevők relatív részarányát úgy választjuk, hogy x értéke érezhetően túllépi a 0,3 körüli határt, vagyis például x = 0,4, a termék nem egyetlen fázisból áll, hanem olyan keverék jön létre, amelynek egyik részét a találmány szerinti kompozíció képezi.
A szupravezetés kialakulásának megállapítására jól ismert a mágneses fluxus kizárásának meghatározása, vagyis a Meissner-Ochsenfeld-effektus. Ezt az effektust például az E. Polturach és B. Fisher által leírt eljárással lehet észlelni, lásd Phvsical Review, B 36, 5586 (1987).
A találmány szerinti eljárással előállított javasolt szupravezető kompozíciók felhasználhatók igen hatékony áramvezetési feltételek biztosítására, esetleg orvosi vizsgálatok végzéséhez kívánt jellemzőjű mágneses terek előállítására. Amikor a kompozícióból huzalt vagy rudat készítünk és ezt a szupravezetésre jellemző átmeneti (kritikus) hőmérséklet alá hűtjük, amely ennél a kompozíciónál a legkedvezőbb esetben 30 K, de általában 10 K és 30 K között van, és amit például folyékony héliumba való merítéssel biztosítunk, majd ebben az anyagban az elektromos áram folyását megindítjuk, lényegében rezisztív ellenállás nélküli áramfolyást észlelhetünk. A különösen intenzív mágneses terek előállítása is lehetővé válik, ahol a veszteségek szintje minimális, ha a kompozícióból készített huzalt tekerccsé alakítjuk és ezt áram indukálása előtt folyékony héliumba merítjük.
A továbbiakban a találmány még részletesebb bemutatása érdekében példákat ismertetünk.
• · • ·· · · ν « · · * * • · ·· · • · · ·· ··
-ΟΙ. PÉLDA
Keveréket készítettünk 2,9323 g Ι^Οβ, 0,0780 g Νβ2θ2, és 0,7955 g CuO felhasználásával. Az összetevőket achát mozsárban száraz kamrában mintegy 30 percen keresztül végzett őrléssel homogenizáltuk. A kapott port mintegy 9,5 mm átmérőjű és 127 mm hosszú aranyból készült csőbe töltöttük, majd a csövet hegesztéssel lezártuk. Ezt követően a csövet kemencében 850 °C hőmérsékletre hevítettük és ezen a hőmérsékleten mintegy 12 órán keresztül tartottuk. A hevítés befejezése után a kemence belső terének hőmérsékletét hagytuk 100 °C értékre lehűlni, majd a csövet belőle kivettük és levegőn szobahőmérsékletre hűtöttük. Ezután a csövet felvágtuk és belőle por alakú fekete színű terméket nyertünk. A termék röntgendiffrakciós vizsgálatával megállapítottuk, hogy a létrejött keverék összetételére az Lai,sNao,2CuOz Κθρίθΰ volt jellemző, míg szerkezete alapvetően tetragonális K2N1F4 típusú kristályos fázisból épült fel. Egyéb fázist nem észleltünk. Az anyag d állandóira, a relatív intenzitásokra és a reflexiókra az 1. táblázat szerinti adatok érvényesek.
A Meissner—effektus mérésével megállapítottuk, hogy a kapott por alakú vegyületnél a szupravezetés mintegy 15 K hőmérsékleten volt először észlelhető.
« ·· ·
-ΙΟΙ . Táblázat
| d állandó, nm | Intenzitás | hkl |
| 0,3619 | 18 | 101 |
| 0,3300 | 10 | 004 |
| 0,2858 | 100 | 103 |
| 0,2660 | 66 | 110 |
| 0,2201 | 15 | 006 |
| 0,2161 | 27 | 105 |
| 0,20758 | 35 | 114 |
| 0,18879 | 47 | 200 |
| 0,16980 | 9 | 116 |
| 0,16865 | 18 | 107 |
| 0,16751 | 6 | 211 |
| 0,16502 | 6 | 008 |
| 0,16393 | 12 | 204 |
| 0,15752 | 60 | 213 |
2. PÉLDA
Keveréket készítettünk 2,7694 g 1^03, 0,1170 g Na2C>2, és 0,7955 g CuO felhasználásával. Az összetevőket achát mozsárban száraz kamrában mintegy 30 percen keresztül végzett őrléssel homogenizáltuk. A kapott port mintegy 9,5 mm átmérőjű és 127 mm hosszú aranyból készült csőbe töltöttük, majd a csövet hegesztéssel lezártuk. Ezt követően a csövet kemencében 850 °C hőmérsékletre hevítettük és ezen a hőmérsékleten mintegy 12 órán keresztül tartottuk. A hevítés befejezése után a kemence hőmérsékletét hagytuk 100 °C értékre lehűlni, a csövet ki «· · ··· «··· ·· * • · · ♦ · vettük és levegőn szobahőmérsékletre hűtöttük. Ezután a csövet felvágtuk és belőle por alakú fekete színű terméket nyertünk. A termék röntgendiffrakciós vizsgálatával megállapítottuk, hogy a keverék összetételére az La^^γΝ3θ, 3CuOz képlet volt jellemző, míg szerkezete tetragonális K2NÍF4 típusú kristályos fázist tartalmazott. Egyéb fázist nem észleltünk. Az anyagra az 1. táblázat szerinti adatok érvényesek.
A Meissner-effektus mérésével megállapítottuk, hogy a kapott por alakú vegyületnél a szupravezetés mintegy 12 K hőmérsékleten volt először észlelhető.
3. PÉLDA
Keveréket készítettünk 2,6065 g La2O3, 0,1560 g Na2O2, és 0,7955 g CuO felhasználásával. Az összetevőket achát mozsárban száraz kamrában mintegy 30 percen keresztül végzett őrléssel homogenizáltuk. A kapott port mintegy 9,5 mm átmérőjű és 127 mm hosszú aranyból készült csőbe töltöttük, majd a csövet hegesztéssel lezártuk. Ezt követően a csövet autóklávban 850 °C hőmérsékletre hevítettük és ezen a hőmérsékleten mintegy 12 órán keresztül tartottuk. A kijelölt hevítési időtartam eltelte után az autókláv hőmérsékletét hagytuk 100 ’C értékre lehűlni, a csövet kivettük és levegőn szobahőmérsékletre hűtöttük. Ezután a csövet felvágtuk és belőle por alakú fekete színű terméket nyertünk. A termék röntgendiffrakciós vizsgálatával megállapítottuk, hogy a keverék tetragonális K2NiF4 típusú kristályos fázist tartalmazott, amelyre az 1. táblázat szerinti és az NaCuC>2—re nyert pordiffrakciós adatok érvényesek.
A Meissner-effektus mérésével megállapítottuk, hogy a kapott por alakú terméknél a szupravezetés mintegy 12 K hőmérsékleten volt először észlelhető.
4. PÉLDA
Keveréket készítettünk 2,7694 g Ι^Οβ, 0,1170 g Na2Ű2, és 0,7955 g CuO felhasználásával. Az összetevőket achát mozsárban száraz kamrában mintegy 30 percen keresztül végzett őrléssel homogenizáltuk. A kapott port mintegy 9,5 mm átmérőjű és 127 mm hosszú aranyból készült csőbe töltöttük, majd a csövet hegesztéssel lezártuk. Ezt követően a csövet 300 kPa (3 kbar) nyomású térben autóklávban 900 °C hőmérsékletre hevítettük és ezen a hőmérsékleten mintegy 12 órán keresztül tartottuk. A hevítésre kijelölt időtartam leteltével az autókláv hőmérsékletét hagytuk 100 °C értékre lehűlni, a csövet kivettük és levegőn szobahőmérsékletre hűtöttük. Ezután a csövet felvágtuk és belőle por alakú fekete színű terméket nyertünk. A termék röntgendiffrakciós vizsgálatával megállapítottuk, hogy a keverék tetragonális K2N1F4 típusú, lényegében La1#7NaQ,3CuOz összetételű kristályos fázist tartalmazott, amelyre az 1. táblázat szerinti adatok érvényesek.
A Meissner—effektus mérésével megállapítottuk, hogy a kapott por alakú terméknél a szupravezetés mintegy 30 K hőmérsékleten volt először észlelhető.
5. PÉLDA
Keveréket készítettünk 2,4436 g La2O3, 0,1950 g Na2C>2, és 0,7955 g CuO felhasználásával. Az összetevőket achát mozsárban száraz kamrában mintegy 30 percen keresztül végzett őrlésr* ··*· i .
.··. · ·.
• ·· *·
- 13 sel homogenizáltuk. A kapott port mintegy 9,5 mm átmérőjű és 127 mm hosszú aranyból készült csőbe töltöttük, majd a csövet hegesztéssel lezártuk. Ezt követően a csövet 300 kPa nyomású térben autóklávban 900 °C hőmérsékletre hevítettük és ezen a hőmérsékleten mintegy 12 órán keresztül tartottuk. A hevítésre kijelölt időtartam elteltével az autókláv hőmérsékletét hagytuk 100 °C értékre lehűlni, a csövet kivettük és levegőn szobahőmérsékletre hűtöttük. Ezután a csövet felvágtuk és belőle por alakú fekete színű terméket nyertünk. A termék röntgendiffrakciós vizsgálatával megállapítottuk, hogy a keverék tetragonális K2NÍF4 típusú kristályos fázist tartalmazott, amelyre az 1. táblázat szerinti és az NaCuO2—re nyert pordiffrakciós adatok érvényesek.
A Meissner—effektus mérésével megállapítottuk, hogy a kapott por alakú terméknél a szupravezetés mintegy 30 K hőmérsékleten volt először észlelhető.
6. PÉLDA
Keveréket készítettünk 2,6065 g La2O3, 0,1560 g Na2©2, és 0,7955 g CuO felhasználásával. Az összetevőket achát mozsárban száraz kamrában mintegy 30 percen keresztül végzett őrléssel homogenizáltuk. A kapott port mintegy 9,5 mm átmérőjű és 127 mm hosszú aranyból készült csőbe töltöttük, majd a csövet hegesztéssel lezártuk. Ezt követően a csövet 300 kPa nyomású térben autóklávban 900 °C hőmérsékletre hevítettük és ezen a hőmérsékleten mintegy 12 órán keresztül tartottuk. A hevítéshez kijelölt időtartam elteltével az autókláv hőmérsékletét hagytuk 100 °C értékre lehűlni, a csövet kivettük és levegőn szobahő1 • « • * ·« r· ··*-* • · · ·♦ · « · * ·
4« ·· mérsékletre hűtöttük. Ezután a csövet felvágtuk és belőle por alakú fekete színű terméket nyertünk. A termék röntgendiffrakciós vizsgálatával megállapítottuk, hogy a keverék tetragonális K2N1F4 típusú kristályos fázist tartalmazott, amelyre az 1. táblázat szerinti és az NaCuO2-re nyert pordiffrakciós adatok érvényesek.
A Meissner—effektus mérésével megállapítottuk, hogy a kapott por alakú terméknél a szupravezetés mintegy 30 K hőmérsékleten volt először észlelhető.
7. PÉLDA
Keveréket készítettünk 2,9323 g La2O3, 0,0780 g Na2O2, és 0,7955 g CuO felhasználásával. Az összetevőket achát mozsárban száraz kamrában mintegy 30 percen keresztül végzett őrléssel homogenizáltuk. A kapott port mintegy 9,5 mm átmérőjű és 127 mm hosszú aranyból készült csőbe töltöttük, majd a csövet hegesztéssel lezártuk. Ezt követően a csövet 300 kPa (3 kbar) nyomású térben autóklávban 900 °C hőmérsékletre hevítettük és ezen a hőmérsékleten mintegy 12 órán keresztül tartottuk. A hevítésre kijelölt időtartam elteltével az autókláv hőmérsékletét hagytuk 100 °C értékre lehűlni, a csövet kivettük és levegőn szobahőmérsékletre hűtöttük. Ezután a csövet felvágtuk és belőle por alakú fekete színű terméket nyertünk. A termék röntgendiffrakciós vizsgálatával megállapítottuk, hogy a keverék tetragonális K2NiF4 típusú, Lai,8Nao,2CuOz kristályos fázist tartalmazott, amelyre az 1. táblázat szerinti mérési adatok érvényesek.
A Meissner—effektus mérésével megállapítottuk, hogy a kapott por alakú terméknél a szupravezetés mintegy 20 K hőmérsékleten volt először észlelhető.
Λ ·« WW —-
Claims (7)
- SZABADALMI IGÉNYPONTOK1. Réz- és oxigéntartalmú szupravezető kompozíció, azzal jellemezve, hogy szupravezető tulajdonságú, La2-xNaxCuOz összetételű fémoxid-fázist tartalmaz, ahol x értéke mintegy 0,1 és mintegy 0,3 között, z értéke mintegy 3,8 és mintegy 4,2 között van, míg a fémoxid-fázis K2N1F4 típusú tetragonális kristálystruktúrát mutat, amely röntgendiffrakciós szerkezetvizsgálat szerint I4/mmm tércsoportokból épül fel, átmeneti (kritikus) hőmérséklete legalább 10 K.
- 2. Az 1. igénypont szerinti szupravezető kompozíció, azzal jellemezve, hogy z értéke mintegy 4.
- 3. Eljárás réz- és oxigéntartalmú szupravezető kompozíció előállítására, azzal jellemezve, hogy sztöchiometriai arányban La2O3, Na2O2 vegyületeket és CuO-t keverünk össze, a keveréket hermetikusan lezárt tartályban kemencébe helyezzük és ott mintegy 12 és mintegy 24 óra közötti időtartammal mintegy 850 °C és mintegy 900 °C közé eső hőmérsékleten tartjuk, majd a kemencét hagyjuk lehűlni mintegy 100 ’C hőmérsékletre és ezután a tartályt kivéve és felnyitva tartalmát levegőn szobahőmérsékletre hűtjük.
- 4. A 3. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a hermetikusan lezárt tartály környezetében a megemelt hőmérséklet alkalmazása közben mintegy 300 kPa nyomást hozunk létre.
- 5. Eljárás elektromos áram vezetésére elektromosan vezető anyagban, azzal jellemezve, hogy elektromosan vezető anyagot készítünk La2-xNaxCuO2 általános képlettel, ahol x értéke mintegy 0,1 és 0,3 között, z értéke mintegy 3,8 és mintegy 4,2 között van, míg a fémoxid-fázis K2N1F4 típusú tetragonális kristálystruktúrát mutat, amely röntgendiffrakciós szerkezetvizsgálat szerint I4/mmm tércsoportokból épül fel, átmeneti (kritikus) hőmérséklete legalább 10 K, majd az elektromosan vezető anyagot mintegy 10 K vagy ennél kisebb hőmérsékletre lehűtjük, ezzel szupravezetővé tesszük és benne az elektromos áram folyását megindítjuk.
- 6. Az 5. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az elektromosan vezető anyagot 30 K vagy ennél kisebb hőmérsékletre hűtjük.
- 7. Az 5. vagy 6. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az elektromosan vezető anyagot vezetékké és szükség szerint a vezetékből álló tekerccsé alakítjuk.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US07/152,185 US4835136A (en) | 1988-02-04 | 1988-02-04 | Lanthanum: sodium copper superconducting metal oxide compositions and process for manufacture |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| HU891426D0 HU891426D0 (en) | 1991-03-28 |
| HUT55319A true HUT55319A (en) | 1991-05-28 |
Family
ID=22541851
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| HU891426A HUT55319A (en) | 1988-02-04 | 1989-02-03 | Superconductor composition containing copper and oxigen and process for producing them |
Country Status (8)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4835136A (hu) |
| EP (1) | EP0398988A1 (hu) |
| JP (1) | JPH03502445A (hu) |
| KR (1) | KR900700389A (hu) |
| AU (1) | AU3184889A (hu) |
| DK (1) | DK177290D0 (hu) |
| HU (1) | HUT55319A (hu) |
| WO (1) | WO1989007086A1 (hu) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2662157A1 (fr) * | 1990-05-18 | 1991-11-22 | Rhone Poulenc Chimie | Procede de preparation d'une composition supraconductrice a base d'yttrium ou d'une terre rare, d'un alcalino-terreux, de cuivre et d'oxygene. |
| EP0781734B1 (en) * | 1995-12-28 | 2000-04-26 | Ngk Insulators, Ltd. | Porous sintered lanthanum manganite bodies and method of manufacturing the same |
-
1988
- 1988-02-04 US US07/152,185 patent/US4835136A/en not_active Expired - Fee Related
-
1989
- 1989-02-03 EP EP19890902680 patent/EP0398988A1/en not_active Withdrawn
- 1989-02-03 HU HU891426A patent/HUT55319A/hu unknown
- 1989-02-03 WO PCT/US1989/000354 patent/WO1989007086A1/en not_active Application Discontinuation
- 1989-02-03 JP JP1502493A patent/JPH03502445A/ja active Pending
- 1989-02-03 KR KR1019890701818A patent/KR900700389A/ko not_active Application Discontinuation
- 1989-02-03 AU AU31848/89A patent/AU3184889A/en not_active Abandoned
-
1990
- 1990-07-25 DK DK177290A patent/DK177290D0/da not_active Application Discontinuation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| HU891426D0 (en) | 1991-03-28 |
| DK177290A (da) | 1990-07-25 |
| WO1989007086A1 (en) | 1989-08-10 |
| KR900700389A (ko) | 1990-08-13 |
| DK177290D0 (da) | 1990-07-25 |
| JPH03502445A (ja) | 1991-06-06 |
| EP0398988A1 (en) | 1990-11-28 |
| US4835136A (en) | 1989-05-30 |
| AU3184889A (en) | 1989-08-25 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CA1334785C (en) | Method of manufacturing oxide superconductor | |
| JPH0512289B2 (hu) | ||
| JP3332350B2 (ja) | 超伝導体及びその使用方法 | |
| US4894361A (en) | Superconducting metal oxide Tl-Pb-Ca-Sr-O compositions and processes for manufacture and use | |
| US4929594A (en) | Superconducting composition Tl2 Ba2 CuO6+x and process for manufacture | |
| US5352657A (en) | Bismuth system oxide superconductors and preparation thereof | |
| US5468566A (en) | Synthesis of highly phase pure BSCCO superconductors | |
| US5648322A (en) | Tl-based superconductive material, a superconductive body, and a method of forming such a superconductive material or body | |
| EP0536730A1 (en) | Oxide superconducting material and method for producing the same | |
| US5017554A (en) | Superconducting metal oxide Tl-Pb-Ca-Sr-Cu-O compositions and processes for manufacture and use | |
| HUT55319A (en) | Superconductor composition containing copper and oxigen and process for producing them | |
| US5264414A (en) | Superconducting metal oxide (Tl,Bi)1 Sr2 Ca2 Cu3 O.sub.y | |
| US4900715A (en) | Method of preparing superconducting "orthorhomibic"-type compounds in bulk using C1 -C6 alkanoic acid salts | |
| US5270292A (en) | Method for the formation of high temperature semiconductors | |
| US4876240A (en) | Processes for the preparation of copper oxide superconductors | |
| EP0489087B1 (en) | Superconducting metal oxide compositions and processes for manufacture and use | |
| US5036043A (en) | Process for making 90 K superconductors | |
| HU217018B (hu) | Szupravezető kompozíció bizmut-, stroncium-, réz- és oxigéntartalommal, eljárás ilyen kompozíció előállítására, valamint eljárás elektromos áram vezetésére maradék-ellenállás nélküli áramvezető anyagban, és Josephson-effektust megvalósító eszköz | |
| EP0351037A1 (en) | Fluoride enhanced superconductors | |
| US5219833A (en) | Process for manufacturing single phase Tl2 Ba2 CuO6-x superconductors | |
| EP0588240B1 (en) | Bi-type high-temperature superconducting oxide material and method of producing the same | |
| Rodriguez et al. | The Y 1 Ba 4 Cu 2 CO 3 O 5.5±δ oxycarbonate—An interesting nonsuperconductor | |
| EP0441893B1 (en) | Superconducting metal oxide compositions and processes for manufacture and use | |
| EP0428630B1 (en) | Superconducting metal oxide compositions and processes for manufacture and use | |
| Fujihara et al. | A novel sol-gel route to superconducting oxyfluoride Sr2Cu (O, F) y thin films |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| DFA9 | Temporary protection cancelled due to abandonment |