HUT56461A - Method for obtaining superconductor of oxid base - Google Patents
Method for obtaining superconductor of oxid base Download PDFInfo
- Publication number
- HUT56461A HUT56461A HU883732A HU373288A HUT56461A HU T56461 A HUT56461 A HU T56461A HU 883732 A HU883732 A HU 883732A HU 373288 A HU373288 A HU 373288A HU T56461 A HUT56461 A HU T56461A
- Authority
- HU
- Hungary
- Prior art keywords
- metal
- periodic table
- group
- oxide
- mixture
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 50
- 239000002887 superconductor Substances 0.000 title description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 118
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 86
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims abstract description 37
- 229910052788 barium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 15
- DSAJWYNOEDNPEQ-UHFFFAOYSA-N barium atom Chemical compound [Ba] DSAJWYNOEDNPEQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 12
- 229910052727 yttrium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 12
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- 150000002602 lanthanoids Chemical class 0.000 claims abstract description 10
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 10
- VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N yttrium atom Chemical compound [Y] VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- 229910052747 lanthanoid Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- 229910052706 scandium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- SIXSYDAISGFNSX-UHFFFAOYSA-N scandium atom Chemical compound [Sc] SIXSYDAISGFNSX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 93
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 93
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 claims description 78
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 claims description 45
- 150000002910 rare earth metals Chemical class 0.000 claims description 44
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 41
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 41
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 41
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 claims description 20
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 claims description 19
- 150000004820 halides Chemical class 0.000 claims description 18
- 229910002651 NO3 Inorganic materials 0.000 claims description 17
- NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N Nitrate Chemical compound [O-][N+]([O-])=O NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 17
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- 239000003570 air Substances 0.000 claims description 12
- 150000002978 peroxides Chemical class 0.000 claims description 12
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L Carbonate Chemical compound [O-]C([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 11
- 150000004678 hydrides Chemical class 0.000 claims description 11
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 claims description 11
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 claims description 9
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 claims description 8
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M Fluoride anion Chemical compound [F-] KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 7
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 7
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 7
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 7
- 239000000047 product Substances 0.000 claims description 7
- 229910052712 strontium Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000012467 final product Substances 0.000 claims description 5
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 5
- CIOAGBVUUVVLOB-UHFFFAOYSA-N strontium atom Chemical compound [Sr] CIOAGBVUUVVLOB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N Oxalic acid Chemical compound OC(=O)C(O)=O MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000011575 calcium Substances 0.000 claims description 4
- CPELXLSAUQHCOX-UHFFFAOYSA-M Bromide Chemical compound [Br-] CPELXLSAUQHCOX-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 3
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical group [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 3
- 238000010891 electric arc Methods 0.000 claims description 3
- 238000010892 electric spark Methods 0.000 claims description 3
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000004332 silver Substances 0.000 claims description 3
- PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N Fluorine Chemical compound FF PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 3
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 claims 2
- 125000005843 halogen group Chemical group 0.000 claims 2
- 230000006698 induction Effects 0.000 claims 2
- 150000002221 fluorine Chemical class 0.000 claims 1
- 230000000977 initiatory effect Effects 0.000 claims 1
- QPLDLSVMHZLSFG-UHFFFAOYSA-N Copper oxide Chemical compound [Cu]=O QPLDLSVMHZLSFG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 38
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 12
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 6
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 6
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 6
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 6
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 6
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N Fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 4
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 4
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 4
- 239000005751 Copper oxide Substances 0.000 description 3
- 150000004649 carbonic acid derivatives Chemical class 0.000 description 3
- 229910000431 copper oxide Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 3
- 150000002823 nitrates Chemical class 0.000 description 3
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- AYJRCSIUFZENHW-UHFFFAOYSA-L barium carbonate Chemical compound [Ba+2].[O-]C([O-])=O AYJRCSIUFZENHW-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 2
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 2
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 2
- 229910052746 lanthanum Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 2
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 2
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- -1 stromium Chemical compound 0.000 description 2
- OBOSXEWFRARQPU-UHFFFAOYSA-N 2-n,2-n-dimethylpyridine-2,5-diamine Chemical compound CN(C)C1=CC=C(N)C=N1 OBOSXEWFRARQPU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 101710134784 Agnoprotein Proteins 0.000 description 1
- 235000002198 Annona diversifolia Nutrition 0.000 description 1
- 229910016509 CuF 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N Dioxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052689 Holmium Inorganic materials 0.000 description 1
- 241000282842 Lama glama Species 0.000 description 1
- 229910052765 Lutetium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052769 Ytterbium Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000015241 bacon Nutrition 0.000 description 1
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 1
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 1
- 229910001882 dioxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 150000002222 fluorine compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000009472 formulation Methods 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- KJZYNXUDTRRSPN-UHFFFAOYSA-N holmium atom Chemical compound [Ho] KJZYNXUDTRRSPN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000000265 homogenisation Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 230000005923 long-lasting effect Effects 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 229910052987 metal hydride Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004681 metal hydrides Chemical class 0.000 description 1
- 150000004972 metal peroxides Chemical class 0.000 description 1
- 150000003891 oxalate salts Chemical class 0.000 description 1
- SIWVEOZUMHYXCS-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoyttriooxy)yttrium Chemical compound O=[Y]O[Y]=O SIWVEOZUMHYXCS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229940062042 oxygen 50 % Drugs 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-BJUDXGSMSA-N oxygen-15 atom Chemical compound [15O] QVGXLLKOCUKJST-BJUDXGSMSA-N 0.000 description 1
- 229910052711 selenium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 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
- C04B35/01—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
- C04B35/64—Burning or sintering processes
- C04B35/65—Reaction sintering of free metal- or free silicon-containing compositions
- C04B35/651—Thermite type sintering, e.g. combustion 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
-
- 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
- Y10S505/725—Process of making or treating high tc, above 30 k, superconducting shaped material, article, or device
-
- 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
- Y10S505/725—Process of making or treating high tc, above 30 k, superconducting shaped material, article, or device
- Y10S505/737—From inorganic salt precursors, e.g. nitrates
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
Description
A találmány tárgya oxidalapú szupravezető anyag és eljárás annak előállítására. A szupravezető anyag tartalmazza a periódusos rendszer ritkaföldfémjét és az első és második csoportjába tartozó fémjét.
A szupravezető anyagok minőségének fő kritériumai a következők: a szupravezető állapotba való átmenet kezdeti (Tk ^) és véghőmérséklete (Tvgg)> valamint a T^özép’ a szuPraveze1;° állapotba való átmenet sávszélessége (ΔΤ), a kritikus áram sűrűsége, és a nevezett tulajdonságok idoállandósága.
A jelenleg ismert oxidalapú szupravezető anyagok, melyek összetétele LnE^, Cu^O^ ahol Ln - Se, Y vagy egy fém a lantanoidák csoportjából, kezdeti hőmérséklete Tk = 40-95 K, véghőmérséklete Tvég = 26-75 K, ahol a szupravezető állapotba való átmenet sávszélessége széles (50 K-ig). Az ilyen anyagok rendsze rint csekély minőségűek, és a szupravezető fázis mellett a kiindulási komponensekből eredő szennyezéseket is tartalmaznak, ami
ΔΤ értékeinek szórását befolyásolja, az anyagot jellemző adatok időben nem állandók (a szupravezető adatok csök kennek az anyag levegőn való tárolása következményeképp), és cse kély kritikus áramerősséget bírnak ki.
Az oxidalapú szupravezető anyagok fekete színű összepréselt próbatestek 1-30 /um részecskemérettel, és a kész anyag különböző sűrűségértékeket mutat.
A nevezett szupravezető anyagok előállítására jelenleg a La, Ba és Cu kiindulási oxidjainak hőkezelése kerül számításba. Egyébként a La20^-, BaO és CuO-oxidok porait gondos keverés után sajtolással alakítják, villamos kemencébe helyezik, és 900-1100 °C mellett hosszabb időn keresztül színterelik.
- 3 A szupravezető anyagok előállítására vonatkozó ismert eljárásokat magas áramfogyasztás, a folyamat hosszú időtartama, a folyamat többlépcsőssége, csekély teljesítmény és csekély mennyiségű szupravezető fázis jellemzi.
Ismert például ritkaföldfémből (ittrium), az első csoport egy fémjéből (réz) és a második csoport egy fémjéből (bárium) álló, (Υθ ^Bag p CuOy összetételű szupravezető anyag, melynél T. , = 95 K, T . = 75 K, ΔΤ = 20 K. A nevezett anyag előállíkezd ’ vég ’ 3 a tásához a Y20^-ból, BaCO^-ból és CuO-ból álló kiindulási porokat megfelelő arány mellett majdnem 100 °C hőmérsékleten majd 1100 °Con több órán keresztül hőkezelik. (Hidenori Kakagi, Shin-Ichi
Uchida Kohji Kishio, Koichi Kitazawa, Kazuo Feuki és Shoji Tanaka High-Tc Superconductivity and Diamagnetism of Y-Ba-Cu-Oxides, Oapanese Journal of Appl. Phys. vol. 26, No. 4, April, 1987, pp. L-320-L321)
A leírt eljárás szerint előállított anyag többfázisú, a mindenkori próbatest térfogatában egyenetlen fáziseloszlású, és a szupravezető főfázis mellett a Y20^, CuO és CuO2 kiindulási komponensek zárványait tartalmazza. Az anyag előállítására szolgáló eljárás többlépcsős, hosszadalmas és nagy energiaráfordítást igényel.
Egy másik ismert, Y-Ba-Cu-0 általános összetételű, szupravezető anyag jellemzői: Τ^6ΖΕ| = 90 K, - 77 K. Egy ilyen anyag előállítására szolgáló eljárás Y^-ból, BaCO-j-ból és CuOból álló elegy elkészítéséből, mely elegyet meghatározott súlyviszonyok mellett kell alkotni, az elegy préselés útján próbatestté való formálásából, az elegy 900 °C-on, ritkított oxigénközegben, 6 órán keresztül való hőkezeléséből, a próbatest fel
- 4 aprításából, a felaprított próbatest újabb tablettává való préseléséből, és az ehhez kapcsolódó 925 °C-on, 24 órán keresztül való hőkezelésből áll.
Az előállított anyag minősége nem jó, fázis-összetétele inhomogén, karbonszennyezettsége eléri a 0,1 tömeg%-t. A szupravezető anyag előállítására szolgáló eljárás többlépcsős, hosszadalmas (10 órát is elérhető), és nagy energiaráfordítást igényel.
(Μ. K. Wu, 3. R. Achburn and C. 3. Torng Superconductivity at 93 K in a New-Mixed-Phase Y-Ba-Cu-0 Compound System at Ambient Pressure, Phys. Rey. Letters vol. 58, No. 9, March 1987, p. 908)
Ismert olyan szupravezető anyag, amely ritkaföldfémként holmiumot (Ho), valamint báriumot és rezet tartalmaz, és amely anyag előállítására szolgáló eljárás része a Ffc^O-j-ból, CuO-ból és BaCO-j-bóI álló elegy elkészítése a komponensek két különböző aránya mellett, ahol
| Ho : Ba : Cu a következő: | (1) | |
| 0,246 : 0,336 : 1 | ||
| és | 0,316 : 0,335 : 1 | (2). |
| Az (1) és (2) arányok mindegyikénél | a komponenseket ősz- |
szekeverés után 850 °C mellett 2 órán belüli időtartamon levegőn való hőkezelésnek teszik ki, amelyet követően a keverékekből (8 x 2 x 1,5 mm) méretű próbatesteket formálnak, mely próbatesteket 800 °C-on, 1 órán keresztül szinterelik. (Shinobu, Hikami, Seiichi Kagoshima, Susumu Komiyama, Takashi Hirai, Hidetoshi Minami and Taizo Masumi High Te Magnetic Superconductor: Ho-Ba-Cu Oxide, 3apanese of Appl. Phys. vol. 26, No. 4, April, 1987, p.p L347-L348).
- 5 A nevezett eljárás szerint előállított anyagokra:
(1) (2).
A nagy AT értékszórás (a szupravezető állapotba való át menet sávszélessége) a fázis-összetétel inhomogenitására, és az anyag csekély szupravezető fázis tartalmára vezethető vissza, és az eljárás nagy energiát igényel és hosszadalmas.
Ismertek szupravezető anyagok, melyek ritkaföldfémként Yb-t, Lu-t, Y-t vagy La-t, a második csoport fémjeként Ba-ΐ vagy Sr-t, és az első csoport fémjeként rezet tartalmaznak.
Az anyag összetétele a következő:
(‘Lnl-xMx')2’ Cu04-6’ aho1 M Ba’ Sr·
Az ilyen szupravezető anyag előállítására szolgáló eljárás során Yb2O3-ból, Lu203-ból, Y203-ból vagy La203-ból, BaCO^-ból vagy SrCO^-ból, rézoxidból elegyet készítenek, itt az elegyet hét különböző összetételben készítik el, az elkészített elegyeket 900 °C-on hőkezelik, míg zöld por nem keletkezik, az elegyet tablettákká préselik, és a tablettákat 900 °C-on és több órán keresztül addig kezelik, míg a zöld szín tökéletesen át nem megy feketébe. (Schoichi Hosoya, Shin-Ichi Shamoto, Masashige Onoda and Masatoshi Sato High-Tc Superconductivity in New Oxide Systems, Japanese Journal of Appl. Phys. vol. 26, No. 4, April, 1987, p.p. 1325-1326)
Az előállított anyagokra: T^ezd = ^5-95 K, = 26-60 K, az elegy kiindulási összetételétől függően. Az ismert anyagok minősége csekély, a szupravezető állapotba való átmenet sávja széles, és fázis-összetételük inhomogén.
A szupravezető anyagok előállítására szolgáló eljárás nagy
- 6 energiát igényel, nemproduktív és hosszadalmas.
Ismertek olyan szupravezető anyagok, amelyek ritkaföldfémeket (szkandium, ittrium vagy lantanoida) a periódusos rendszer első (Cu) és második csoportjához (Ba vagy Sr) tartozó fémet tar talmaznak a következő összetételben:
LnM2 11Cu;}0y, ahol második csoport fémje, bárium vagy stroncium.
A nevezett összetételű anyag előállítására szolgáló eljárás során egy ritkaföldfém oxidjából, és egy komponensből álló elegyet készítenek, ahol a komponens a második csoportból való fémet (BaCO-j vagy SrCOp és CuO-t tartalmaz, melyeket olyan arányban kell venni, hogy szupravezető készanyag jöjjön létre, ahol az atomarány a következő: ritkaföldfémek : második csoport hoz tartozó fém : első csoporthoz tartozó fém : oxigén =1:2: : 3 : Y. Az elegy kiindulási komponenseit keverés és aprítás után 950 °C-on, oxigén tartalmú közegben, 12 órán belüli időtartamon hőkezelésnek vetik alá, a keletkezett fekete port keverés mellett újfent felaprítják és 950 °C-on azonos körülmények között hőkezelik. Ezt követően a porból P = 1500 kp/cm^ nyomáson próbatesteket préselnek, és azokat 700-900 °C-on, oxigénes kö zegben több órás hőkezelésnek vetik alá.
(Ε. M. Engler, V. Y. Lee, A. J. Nazzal, R. B. Beyers, G.
Lim, P. M. Grant, S. S. P. Parkin, M. L. Ramirez, J. E. Vazquez and R. 3. Savoy Superconductivity above Liquid Nitrogén Temperature: Preparation and Properties of a family of Perovskite-Based Superconductors, J. Amer. Chem. Soc., 1987, vol. 109, p.p. 2848-2849)
A nevezett eljárás szerint előállított anyagok minősége alacsony, kiindulási komponensekkel és karbonanyaggal szennye
- 7 zettek, a szupravezető állapotba való átmenet sávja széles, a csekély mennyiségű szupravezető fázis következményeképp nagy értékszórással rendelkeznek.
Az előállítást szolgáló eljárás bonyolult, többlépcsős, nagy energiát igényel és hosszadalmas.
A fent említett eljárások arról tanúskodnak, hogy jelenleg nem létezik olyan eljárás, amely a periódusos rendszer első csoportjába tartozó ritkaföldfémet, és a második csoportba tartozó fémet tartalmazó oxidalapú szupravezető anyagok előállítására szolgálna, ahol a szupravezető anyag magas minőségét stabil adatok bizonyítják, a kiindulási komponensek magas tisztasági fokkal rendelkeznek, a nyert szupravezető fázis nagy mennyiségű (a mágneses permeabilitás mérése szerint legalább 70 , és a szupravezető fázisok egyenletesen oszlanak el a próbatestben, a szupravezetőképesség tartománya keskeny (1 K-ig) és megadott porozitással rendelkeznek (20-50 %).
A szupravezető anyagok előállítására szolgáló eljárások hosszadalmasak (elérhetik a 30 órát), csekély teljesítményűek, nagy energiát igényelnek, nehezen automatizálhatók és vezérelhetők.
Minden ismert eljárásban az elegy kiindulási komponensei ritkaföldfémek oxidjai, a periódusos rendszer második csoportjá hoz tartozó fémek oxidjai, vagy azok karbonátjai, és a rézoxid, ahol a fémek a vegyületekben a legmagasabb oxidációs fokkal rendelkeznek, a komponensek keveréket alkotnak és nem gyúlékonyak.
A találmány feladata olyan oxidalapú szupravezető anyag kifejlesztése, amely tulajdonságaiból adódóan az ismert szupravezető anyagoktól lényegesen különbözik.
- 8 A feladatot oly módon oldjuk meg, hogy egy olyan oxidalapú szupravezető anyagot javasolunk, amely a periódusos rendszer egy ritkaföldfémjét, továbbá a periódusos rendszer első csoportjának és második csoportjának egy-egy fémjét tartalmazza, ahol a találmány szerint olyan exoterm keverék van előkészítve, amely nem gyúlékony és gyúlékony alkotórészekből áll össze, ahol a nem gyúlékony alkotórész egy keverék, amely tartalmazza:
- a periódusos rendszer egy ritkaföldfémjének oxidját, halogenidjét, nitrátját, karbonátját és oxalátját, ahol a ritkaföldfém a szkandium, ittrium vagy lantanoida sorból van választva;
- a periódusos rendszer első csoportjához tartozó fém külön vagy keverékben vett oxidját, peroxidját, karbonátját, nitrátját vagy halogenidjét;
- a periódusos rendszer második csoportjához tartozó fém külön vagy keverékben vett oxidját, peroxidját, karbonátját, nitrátját vagy halogenidjét,
- míg a gyúlékony alkotórész legalább egy fémből, amely fém a következők közül választható:
- a periódusos rendszer nevezett ritkaföldfémje;
- a periódusos rendszer első csoportjából vett fém;
- a periódusos rendszer második csoportjából vett fém,
- és/vagy legalább egy fém hibridjéből áll, ahol a fém:
- a periódusos rendszer nevezett ritkaföldfémje;
- a periódusos rendszer második csoportjából vett fém, ahol az exoterm keverék oxidálószertöbblettel rendelkező oxigénes közegben van elhelyezve, a keverék tetszés szerinti helyén lokális begyújtás van indítva, és az oxidálószertöbblet a reakció végéig fenn van tartva, ekkor a komponensek exoterm keveréke a kö vetkező tömeg% arányban gyúlékony alkotórész - 65,5 - 39,46 nem gyúlékony alkotórész - 60,54 - 93,45 és a kiindulási komponensek következő sztöchiometrikus arányában, amit a végtermék előállításához, annak összetételének atomarányában számolunk ki, van véve:
ritkaföldfém : a periódusos rendszer második csoportjából vett fém : a periódusos rendszer első csoportjából vett fém : oxidálószer =1:2:3: (6-8).
A leírt eljárás alkalmazásával nyert oxidalapú szupravezető anyagra T kezc| = 92-100 K, Tközép = 90-94 K. A szupravezető ahol y - 6-8; Ln = Y, Se vagy
T , = 92-95 K, ΔΤ = 1-2 K, vég ’ ’ anyag összetétele: , lantanoida; = Ba, Ca, Sr;
Például az YBa2Cuj0^ összetételű oxidalapú szupravezető anyagra a javasolt eljárás szerint előállított Tk d - 100 K, Tvég = 94 K és ΔΤ = 1 (90-100 %), a szupravezető fázis tartalom a mágneses permeabilitási mérések eredményei szerint 100 %, az anyag tulajdonságai időben állandók, porozitása 40 %, térfogatában homogén, átlagos részecskenagysága 5 yum, szennyezett_2 sége 10 tömeg9».
Nem volt ismert, hogy a képletben szereplő kiindulási komponensek exoterm keverékének égetése jó minőségű szupravezető anyag előállításához vezethet, és ez nem is nyilvánvaló tény. Számtalan kísérlet végrehajtása szükséges ahhoz, hogy hasonló keverékek esetén az égés feltételeit tisztázzuk.
A nem gyúlékony alkotórészek összetételébe 6,55 - 39,46 • · ·· · ·
- 10 tömegVban bevitt gyúlékony alkotórész olyan keverék előállítását teszi lehetővé, amely indításra képes begyulladni, ami égési körülmények között az összes komponens egyidejű oxidációjához vezet, valamint a kiindulási keverék teljes térfogatában gyors hőhomogenizálás érhető el; következésképpen előállítottunk egy homogén szupravezető anyagot, magas tisztasági fokkal, nagy mennyiségű szupravezető fázissal, melyek a késztermék egész térfogatában egyenletesen oszlanak el. Az égési körülmények között végrehajtott folyamat hatékony, nagy teljesítményű és csekély energiaráfordítást igényel.
Gyúlékony alkotórészként legalább egy fémet, amit a következők közül választunk ki: a periódusos rendszer egy ritkaföldfémje a szkandium, ittrium vagy lantanoida sorból, vagy a periódusos rendszer második csoportjából vett fém, vagy a periódusos rendszer első csoportjából vett fém és/vagy legalább a nevezett fémek egyikének hidridjét használjuk a nem gyúlékony alkotórészhez vett szükséges sztöchiometrikus arányban egy exoterm keverék előállításához. Itt a periódusos rendszer első csoportjának fémjei közül előnyösen rezet és ezüstöt, még előnyösebben rezet használunk; a periódusos rendszer második csoportjának fémjei közül előnyösen kalciumot, stromciumot, báriumot, még előnyösebben báriumot használunk; hidridként egy fémhidridet az ittrium, szkandium, lantanoida csoportból, vagy a nevezett fémek hidridjeinek keverékét használjuk, előnyösen az ittrium, szkandium, lantanoida csoport fémjeinek egyikének a nevezett fém hidridjével való keverékét alkalmazzuk.
A gyúlékony alkotórésztartalmat a folyamat végrehajtásának feltételeiből, a kiindulási anyagok természetéből és a kész··· ·
- 11 termék minőségi összetételéből kiindulva határozzuk meg.
Az exoterm keverék előállításához szükséges nem gyúlékony alkotórészként keveréket használunk, amely a következőket tartalmazza:
- egy ritkaföldfém oxidját, halogenidjét, nitrátját, karbonátját vagy oxalátját, illetve az ezekből alkotott keveréket,
- a periódusos rendszer első csoportjából vett fém külön vagy keverékben felhasznált oxidját, peroxidját, karbonátját, nitrátját, halogenidjét, előnyösen peroxidját és nitrátját,
- a periódusos rendszer második csoportjához tartozó fém külön vagy keverékben vett oxidját, peroxidját, nitrátját, karbonátját, halogenidjét, előnyösen a fém peroxidját, nitrátját és fluoridját, még előnyösebben nitrátját és peroxidját és még előnyösebben peroxidját. A ritkaföldfémek halogenidjeiből azok fluoridját, bromidját, kloridját vagy ezek keverékét használjuk, előnyösen a ritkaföldfémek fluoridjainak egyikét vagy fluoridkeveréket használunk. A többi vegyületből, úgymint a ritkaföldfémek nitrátjai, karbonátjai és oxalátjai, előnyösen egy ritkaföldfém nitrátját, vagy ennek egy más fém nitrátjával alkotott keverékét használjuk fel.
A találmány szerint előállított szupravezető anyag összetételétől függően úgy választjuk meg a kiindulási komponenseket, hogy azok a komponensek következő sztöchiometrikus keverékét alkossák, amit a végtermék előállításához, annak összetételének atomarányából számolunk ki:
ritkaföldfém : a periódusos rendszer második csoportjából vett fém : a periódusos rendszer első csoportjából vett fém : oxidálószer =1:2:3: (6-8), amely éghető.
Az égés az exoterm keverék tetszés szerinti helyén való lokális begyújtása útján következik be. Az égés oxigénfelesleggel rendelkező oxigéntartalmú közegben illetve az oxigénnek fluorral, argonnal, nitrogénnel vagy levegővel alkotott 5-80 tér%f-os keverékében, légköri nyomáson, vagy 2-150 bar (0,2-15 MPa) nyomásértékek mellett zajlik le.
A feladat megoldására különösen előnyös változat a folyamat légköri nyomáson való lejátszása. Ebben az esetben az oxigén és/vagy egyéb oxidálószer az exoterm keverék komponensein keresztül a körülölelő térfogat és a reakció tartománya közötti nyomásesés árán, szivárgás útján kerül a reakció tartományába.
Az oxigéntartalmú gázt nem csak túlnyomás segítségével, hanem egy folytonos reaktorban a keveréken való átfújás útján is az égési tartományhoz vezethetjük.
A találmány kivitelezésének különösen egyszerű változatát jelenti az exoterm keveréknek légköri nyomáson, és oxigéntartalmú gáz áramoltatása melletti égetése.
A keverék meggyújtását a keverék felszínén, belsejében vagy egyszerre két vagy több helyen is végezhetjük, és azonos eredményre jutunk elektromos spirál, elektromos szikra, villamos ív, vagy lézersugár használatával, előnyösen elektromos spirált alkalmazunk. A porozitás szabályozása és előre megadott formájú termékek előállítása céljából a komponensek exoterm kiindulási keverékét előzőleg túlnyomásos préselés útján a kívánt termék (cső, lemez, gyűrű, henger) formájára alakíthatjuk.
Az oxidálószernek a reakció tartományában való szivárgási feltételeinek javítására 2-150 bar (0,2-150 MPa) nyomású oxidáló közeget hozunk létre, amely oxigént, vagy annak legalább
- 13 • · · · · · « • · · · · ···· · ♦ · · · · · · fluorral, argonnal, nitrogénnel vagy levegővel 5,0-80 tér%f-ban vett keverékét tartalmazza.
A nagy nyomású oxigéntartalmú gázból álló keverék alkalmazása lehetővé teszi a felhasznált oxidáló gáz mennyiségének csökkentését, ezenkívül az oxigénnek levegővel való hígítása révén szabályozható az exoterm keverék égési hőmérséklete, méghozzá, például az YBa2Cu-jO^ vegyület esetén csökkenthető, mivel abban a gyúlékony alkotórész Yl·^, ami nagy energiát fejleszt.
Az oxigénnek fluorral alkotott keverékét is használhatjuk szupravezető anyag előállítására, például a következő összetételben YBa2Cu30y_2F2. A szupravezető anyag összetételében szereplő fluor növeli az előállítandó anyag minőségét.
Azokban az esetekben, ahol az exoterm keverék energiája nem nagy, mint például a következő komponensek használatakor Y : Se : BaO : CuO = 7,26 : 3,67 : 50,09 : 38,98, a kiindulási keverék 2300 °C-ra való előhevítésére van szükség.
A kiindulási komponenseket rendszerint a meggyújtás előtt 0,01-0,1 mm diszperziófokra aprítjuk és gondosan összekeverjük. Ez a művelet minőségi végtermék előállítása, és állandó feltételek melletti folyamatvezetés érdekében kívánatos, noha az elegy komponenseinek diszperziófokára egyéb változatok sem kizártak.
A találmány legjobb kiviteli alakja az YBaCu-jO^ θ összetételű szupravezető anyag.
Ezen anyag előállítására szolgáló találmány szerinti el járás a következő:
Olyan exoterm keveréket készítünk, ahol a komponensek sztöchiometrikus aránya az YBa2Cu^0^ vegyületből számítható, és amely keverék nem gyúlékony alkotórészből, ami BaÜ2 és CuO, és gyúlékony alkotórészből, ittiriumklorid, áll, ahol a komponensek a következő tömeg% arányt mutatják:
YH2 : Ba02 : CuO = 50,68 : 35,71.
A komponensek elkészített keverékét keverés mellett egy golyósmalomban addig aprítjuk, míg a részecskék diszperzitása 0,1 mm alá nem megy, előnyösen 0,2 mm-ig. Az előállított port egy kvarc-reaktorba helyezzük, a reaktort a tartalmával együtt 20 térf% levegőtartalmú oxigénkeverékkel fújjuk át, az oxigéntartalmú gáz állandó áramát állítjuk elő, és ebben az áramban indítjuk a komponenskeverék égését a következő lehetséges változatok egyikének segítségével: elektromos spirállal, fényívvel, szikrával vagy lézersugárral a keverék tetszés szerinti helyén. A keverék komponenseinek átalakulása azon hőenergia felhasználásával történik, amely a reakció folyamán fejlődik, és amely a próbatestben 10-15 másodperc alatt 0,1-0,15 cm/s sebességgel terjed szét. A nyert anyag szobahőmérsékletre való hűtése oxigénáramban történik, majd ezt követően vesszük ki az anyagot a reaktorból.
Az így nyert anyag a röntgenadatok szerint YBa^u^O^ összetételű ortorombuszos szerkezetű és 50 % porozitású szupravezető anyag.
A szupravezető fázis mennyisége, amely a próbatestben egyenletesen oszlik el, a mágneses permeabilitás adatai szerint 98 %.
T. . = 100 K, T. .. , = 94 K, ΔΤ = 1 K, T , = 95 K.
kezd ’ közép ’ ’ vég
A próbatest szemcsenagysága kb. 5 um.
1. Példa
Egy gyúlékony alkotórészből, ami 6,55 tömegVban vett fémittrium, és egy nem gyúlékony alkotórészből, ami ittriumoxid, • ·
- 15 vagyis egy olyan komponens, amely 8,32 tömegVban tartalmaz ritka földfémet, báziumperoxid, vagyis egy olyan komponens, amely 49, 94 tömegVban tartalmaz egy második csoporthoz tartozó fémet, és rézoxid, vagyis egy olyan komponens, amely 35,19 tömegVban tartalmaz egy első csoportból vett fémet, elkészítjük a komponensek exoterm keverékét. Az elkészített sztöciometrikus komponenskeveréket keverés mellett egy golyósmalomban 0,05 mm diszperziófok eléréséig aprítjuk, majd a keveréket egy kvarcreaktorba helyezzük, a tartalmát 600 °C-ra felhevítjük, és egy oxidáló közegben (oxigén 50 térf% levegővel keverve) fémspirál segítségével beindítjuk a keverék égését.
Az égés a keverék teljes térfogatában 10-15 másodperc alatt szétterjed. A terméket szobahőmérsékletre ugyanabban az oxidáló közegben hűtjük le. A folyamat teljes időtartama, ami magában foglalja az égést és a hűtést is, 30 perc. Az előállított anyag a szupravezetőképesség alábbi ismérveit mutatja. Tkezd - 100 K· Tközép ’ 54 K’ ΔΤ(90-10 « ’ 1 K'
Az anyag porozitása 40 %, teljes térfogatában homogén, szemcsenagysága 5 /um, szennyezettsége (nem átalakult komponensek, kar-2 bonok és egyebek) 10 tömeg%. A szupravezető fázis mennyisége a mágneses permeabilitás mérései szerint 85 %.
Az első táblázaton az eljárásra további kiviteli példákat mutatunk a következő adatokkal: az exoterm keverék kiindulási összetétele, a gyúlékony alkotórész mennyisége és a folyamat feltételei.
A második táblázaton az előállított anyag tulajdonságait tüntettük fel a szupravezetését jellemző adatok alapján.
I. Táblázat
» ·
Szám Kiindulási komponensek és tartalmuk az exoterm keverékben (tömeg9»)
| Ritkaföldfém vagy vegyülete | A második csoporthoz tartozó fém vagy vegyülete | Az első csoporthoz tartozó fém vagy vegyülete | |
| 1 | 2 | 3 | 4 |
| 1. | Y Y2°3 | Ba02 | CuO |
| 6,55 8,32 | 49,94 | 35,19 | |
| 2. | Y | BaO | CuO |
| 14,2 | 48,35 | 37,63 | |
| 3. | Se | Ba02 | Cu20 |
| 7,51 | 56,61 | 35,88 | |
| 4. | Y Se | BaO | CuO |
| 7,26 3,67 | 50,09 | 38,98 | |
| 5. | yh2 | Ba02 | CuO |
| 13,61 | 50,68 | 35,71 | |
| 6. | YH2 SmH2 | Ba02 | CuO |
| 6,50 10,90 | 48,46 | 34,14 | |
| 7. | Υ2θ3 | Ba02 Sr02 | Cu |
| 19,66 | 28,57 20,19 | 32,18 | |
| 8. | Gd20-j | Ba(N03)2 | Cu |
| 19,6 | 59,78 | 20,62 | |
| 9. | Gd20^ | BaCO^ | Cu |
| 26,64 | 51,49 | 24,87 | |
| 10. | Eu2O-j | Ba02 | Cu AgNO^ |
| 24,58 | 47,31 | 25,74 2,37 |
• ·
- 17 Az I. Táblázat folytatása
| 1 | 2 | 3 | 4 | |||
| 11. | ho2(co3)3 | Ba | Cu(N03)2 | |||
| 23,34 | 25,15 | 51,51 | ||||
| 12. | ho2o3 | BaH | CuO | |||
| 26,75 | 39,46 | 33,79 | ||||
| 13. | Er2°3 | BaH2 | CaH2 | CuO | ||
| 27,75 | 36,39 | 1,23 | 34,63 | |||
| 14. | Y2°3 | Lu203 | Ba02 | Cu | ||
| 8,24 | 14,52 | 49,42 | 27,82 | |||
| 15. | Yb2(CrO4)3 | BaO2 | Sr02 | Cu | ||
| 38,83 | 21,58 | 15,25 | 24,29 | |||
| 16. | Lu(N03)3 | BaO2 | Cu | |||
| 40,54 | 38,04 | 21,42 | ||||
| 17. | Y2°3 | YF3 | Ba02 | Cu | ||
| 5,67 | 14,64 | 50,99 | 28,70 | |||
| 18. | Y2°3 | BaH2 | BaO | CuF2 | CuO | |
| 17,11 | 39,21 | 4,34 | 15,52 | 23,82 |
- 18 Az I. Táblázat folytatása
| Szám | Gyúlékony alkotórész tömeg% | Közeg térf% | Közegnyomas, ai^rn | Az előhevítés hőmérséklete, °C | Megjegyzések |
| 1 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 |
| 1. | 6,55 | oxigén 50 % levegő | 100 | 600 | |
| 2. | 14,02 | oxigén | 50 | 200 | a kiindulási keverék előformálása |
| 3. | 7,51 | oxigén | 50 | 400 | _ 11 _ |
| 4. | 10,93 | oxigén | 30 | 300 | |
| 5. | 13,61 | oxigén | 15 | - | begyújtás lézersugárral |
| 6. | 17,40 | oxigén | 10 | - | |
| 7. | 32,18 | oxigén | 10 | - | begyújtás vil- lamos ívvel |
| 8. | 20,62 | oxigén | 1 | 100 | |
| 9. | 24,87 | oxigén | 1 | - | begyújtás fénysugárral |
| 10. | 25,74 | oxigén | 1 | - | |
| 11. | 25,15 | oxigén | 1 | - | |
| 12. | 39,46 | oxigén + 50 \ levegő | 1 | ||
| 13. | 37,62 | oxigén + 40 % argon | 75 | - |
- 19 Az I. Táblázat folytatása
| 1 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 |
| 14. | 27,82 | oxigén | 20 | - | a keverék |
| elősajtolása | |||||
| 15. | 24,29 | oxigén | 10 | - | |
| 16. | 21,42 | oxigén | 40 | 100 | |
| 17. | 28,70 | oxigén | |||
| + 5 % | 1 | - | |||
| fluor | |||||
| 18. | oxigén | 1 | - |
··
- 20 2. Táblázat ·· ··· • ·9 ··· ·· • ··
| Szám | Fázis | Anyagjellemzők | Megjegyzések | ||
| T, j κ kezd. | T. .. , K közép | ΔΤ (90-10 %) | |||
| 1. | YE^Cu^Oy | 100 | 94 | 1 | |
| 2. | YBa^Cu^O | 98 | 94 | 1 | |
| 3. | ScBa2Cu-j0y | 95 | 90 | 2 | |
| 4. | Y0,5Sc0,5Ba2Cu3°y | 96 | 93 | 2 | |
| 5. | YBaoCu-,0 2 3 y | 100 | 94 | 1 | |
| 6. | Y0,5Sm0,5Ba2Cu3°y | 94 | 92 | 2 | |
| 7. | YBaSrCu-,0 3 y | 94 | 90 | 2 | |
| 8. | GdBa„Cu-,0 2 3 y | 93 | 91 | 2 | |
| 9. | BdBa2CU}0y | 93 | 90 | 2 | |
| 10. | EuBa2Cu2,9Ag0,l°y | 100 | 94 | 1 | |
| 11. | HoBa0Cu-,0 2 3 y | 96 | 92 | 1 | |
| 12. | HoBa2Cu-j0y | 96 | 92 | 1 | |
| 13. | ErBal,BCa0,2Cu3°y | 95 | 93 | 2 | |
| 14. | Y0,5Lu0,5Ba2Cu3°y | 96 | 93 | 2 | |
| 15. | YbBa2Cu^0y | 96 | 92 | 2 | |
| 16. | LuBa2Cu-j0y | 92 | 90 | 2 | |
| 17. | YBa2Cu^0y_2F2 | 100 | 93 | 1 | |
| 18. | YBa2Cu-j0y_2F2 | 100 | 94 | 1 |
Oxidalapú szupravezető anyagokat az elektronikában, szupravezető szolenoidok és bevonatok előállításakor, gyors számítógépekben, orvosi felszerelések gyártásában és az alacsony hőmérsékletű technikában alkalmaznak.
Claims (53)
- Szabadalmi igénypontok1. Oxidalapű szupravezető anyag, amely a periódusos rend- szer egy ritkaföldfémjét, továbbá a periódusos rendszer első csoportjának és második csoportjának egy-egy fémjét tartalmazza, azzal jellemezve, hogy olyan exoterm keverék van előkészítve, amely nem gyúlékony és gyúlékony alkotórészekből áll össze, ahol a nem gyúlékony alkotórész egy keverék, amely tartalmazza:- a periódusos rendszer egy ritkaföldfémjének külön vagy keve- rékben vett oxidját, halogenidjét, nitrátját, karbonátját vagy oxalátját, ahol a ritkaföldfém szkandium, ittrium vagy lantanoida sorból van választva,- a periódusos rendszer első csoportjához tartozó fém külön vagy keverékben vett oxidját, peroxidját, karbonátját, nitrátját vagy halogenidjét,- a periódusos rendszer második csoportjához tartozó fém külön vagy keverékben vett oxidját, peroxidját, karbonátját, nitrátját vagy halogenidjét, míg a gyúlékony alkotórész legalább egy fémből, amely fém a következők közül választható:- a periódusos rendszer nevezett ritkaföldfémje;- a periódusos rendszer első csoportjából vett fém;- a periódusos rendszer második csoportjából vett fém * és/vagy legalább egy fém hidridjéből áll, ahol a fém:- a periódusos rendszer nevezett ritkaföldfémje;- a periódusos rendszer második csoportjából vett fém, ahol a nyert exoterm keverék oxidálószertöbblettel rendelkező- 22 • · · ·· ··· • · · · ·· ·· oxigén tartalmú közegben van elhelyezve, az előkészített exoterm keverék tetszés szerinti helyén lokális begyújtás van indítva, és az oxidálőszertöbblet a reakció végéig fenn van tartva.
- 2. Az 1. igénypont szerinti oxidalapú szupravezető anyag, azzal jellemezve, hogy az exoterm keverékben a gyúlékony alkotórésznek a nem gyúlékony alkotórészhez vett kiindulási aránya a kiindulási komponensek sztöchiometrikus viszonyában, amit a végtermék előállításához, annak összetételének atomarányában számolunk ki, a következő:ritkaföldfém : periódusos rendszer második csoportjából vett fém : periódusos rendszer első csoportjából vett fém : oxidálószer =1:2:3: (6-8).
- 3. Az 1., 2. igénypontok szerinti oxidalapú szupravezető anyag azzal jellemezve, hogy az alkotórészek exoterm keverékében a tömegé viszonyok a következők:gyúlékony alkotórész - 6,55-39,46 nem gyúlékony alkotórész - 60,54 - 93,45.
- 4. Az 1., 3. igénypontok szerinti oxidalapú szupravezető anyag azzal jellemezve, hogy a periódusos rendszer első csoportjából vett fém külön vagy keverékben felhasznált réz és ezüst.
- 5. Az 1., 4. igénypontok szerinti oxidalapú szupravezető anyag azzal jellemezve, hogy a nevezett fém különösen előnyösen réz. *
- 6. Az 1. igénypont szerinti oxidalapú szupravezető anyag, azzal jellemezve, hogy a periódusos rendszer második csoportjából vett fém külön vagy keverékben felhasznált kalcium, stroncium, bárium.
- 7. A 6. igénypont szerinti oxidalapú szupravezető anyag, azzal jellemezve, hogy a periódusos rendszer második csoportjából vett fém külön vagy keverékben felhasznált stroncium és bárium.
- 8. A 7. igénypont szerinti oxidalapú szupravezető anyag, azzal jellemezve, hogy a nevezett fém előnyösen bárium
- 9. Az 1. igénypont szerinti oxidalapú szupravezető anyag, azzal jellemezve, hogy a gyúlékony alkotórész legalább egy ritkaföldfémet tartalmaz.
- 10. Az 1. igénypont szerinti oxidalapú szupravezető anyag, azzal jellemezve, hogy a gyúlékony alkotórész legalább egy ritkaföldfém és a periódusos rendszer első csoportjából vett fém keveréke.
- 11. Az 1. igénypont szerinti oxidalapú szupravezető anyag, azzal jellemezve, hogy a gyúlékony alkotórész a ritkaföldfémek legalább egyikének a periódusos rendszer második csoportjához tartozó fémek egyikével alkotott keveréke.
- 12. Az 1. igénypont szerinti oxidalapú szupravezető anyag, azzal jellemezve, hogy a gyúlékony alkotórész a periódusos rendszer első csoportjához tartozó fémek legalább egyikének a periódusos rendszer második csoportjához tartozó fémek legalább egyikével alkotott keveréke.
- 13. Az 1. igénypont szerinti oxidalapú szupravezető anyag, azzal jellemezve, hogy a gyúlékony alkotórész a periódusos rendszer egyik ritkaföldfémjének hidridje és a periódusos rendszer második csoportjához tartozó fémek egyikének hidridje, külön vagy keverékben véve.
- 14. A 13. igénypont szerinti oxidalapú szupravezető anyag, azzal jellemezve, hogy a periódusos rendszer második csoportjához tartozó fémek legalább egyikének hidridje fel van használva.
- 15. Az 1. igénypont szerinti oxidalapú szupravezető anyag, azzal jellemezve, hogy a nem gyúlékony alkotórész a periódusos rendszer legalább egy ritkaföldfémjének halogenidje és nitrátja a periódusos rendszer első és második csoportjának legalább egy fémjével.
- 16. A 15. igénypont szerinti oxidalapú szupravezető anyag, azzal jellemezve, hogy a halogenid egy ritkaföldfém, a periódusos rendszer első csoportjához tartozó fém és a periódusos rendszer második csoportjához tartozó fém fluoridja, bromidja, kloridja.
- 17. A 16. igénypont szerinti oxidalapú szupravezető anyag, azzal jellemezve, hogy a halogenid különösen előnyösen a periódusos rendszer legalább egy ritkaföldfémjének, a periódusos rendszer első és második csoportjához tartozó fémjének fluoridja.
- 18. A 17. igénypont szerinti oxidalapú szupravezető anyag, azzal jellemezve, hogy a második csoporthoz tartozó fém halogenidje előnyösen a periódusos rendszer második csoportjához tartozó fémek legalább egyikének fluoridja.
- 19. Az 1. igénypont szerinti oxidalapú szupravezető anyag, azzal jellemezve, hogy az oxigén tartalmú közeg oxigén, vagy oxigénből (20-95 térf%) és a fluor, argon sor legalább egyik komponenséből 5-80 térf% mellett alkotott keveréke.
- 20. A 19. igénypont szerinti oxidalapú szupravezető anyag, azzal jellemezve, hogy az oxigénnek levegővel, argon- nal vagy fluorral alkotott keveréke van felhasználva.
- 21. Az 1. igénypont szerinti oxidalapú szupravezető anyag, azzal jellemezve, hogy az exoterm keverék előnyösen légköri nyomáson van égetve.
- 22. Az 1. igénypont szerinti oxidalapú szupravezető anyag, azzal jellemezve, hogy az exoterm keverék 0,2-15,0 MPa nyomásértékek mellett van égetve.
- 23. Az 1. igénypont szerinti oxidalapú szupravezető anyag, azzal jellemezve, hogy az exoterm keverék komponensei megelőzően 0,01-0,1 mm részecskenagyságúra vannak felaprítva.
- 24. Az 1. igénypont szerinti oxidalapú szupravezető anyag, azzal jellemezve, hogy a komponensek exoterm keveréke 100-600 °C-ra elő van hevítve.
- 25. Az 1. igénypont szerinti oxidalapú szupravezető anyag, azzal jellemezve, hogy az exoterm keverék elektromos spirál, villamos ív, elektromos szikra segítségével, vagy fényvagy lézersugárral, vagy elektronnyalábbal, vagy nagyfrekvenciájú indukciós hevítés útján lokálisan meg van gyújtva.
- 26. A 25. igénypont szerinti oxidalapú szupravezető anyag, azzal jellemezve, hogy az exoterm keverék előnyösen elektromos spirál segítségével van lokálisan meggyújtva.
- 27. Az 1. igénypont szerinti oxidalapú szupravezető anyag, azzal jellemezve, hogy a komponensek exoterm keveréke előzőleg egy előre megadott termék alakjára van formálva.
- 28. Eljárás oxidalapú szupravezető anyag előállítására, azzal jellemezve, hogy a komponensek olyan exoterm keverékét készítjük elő, amely nem gyúlékony és gyúlékony alkotórészekből áll össze, ahol nem gyúlékony alkotórészként keveréket- 26 használunk, amely tartalmazza:- a periódusos rendszer ritkaföldfémjének külön vagy keverékben vett oxidját, halogenidjét, nitrátját, karbonátját vagy oxalátját, ahol a ritkaföldfémet a szkandium, ittrium vagy lantanoida sorából választjuk;- a periódusos rendszer első csoportjához tartozó fém külön vagy keverékben vett oxidját, peroxidját, karbonátját, nitrátját vagy halogenidjét;- a periódusos rendszer második csoportjához tartozó fém külön vagy keverékben vett oxidját, peroxidját, karbonátját, nitrátját vagy halogenidjét, míg gyúlékony alkotórészként legalább egy fémet, amely fém a következők közül választható:- a periódusos rendszer nevezett ritkaföldfémje;- a periódusos rendszer első csoportjához tartozó fém;- a periódusos rendszer második csoportjához tartozó fém; és/vagy legalább egy fém hidridjét használjuk, ahol a fém:- a periódusos rendszer nevezett ritkaföldfémje;- a periódusos rendszer második csoportjához tartozó fém, ahol az exoterm keveréket oxidálószertöbblettel rendelkező oxigén tartalmú közegbe helyezzük, az előkészített exoterm keverék tetszés szerinti helyén lokális meggyújtást indítunk, és az oxidálószertöbbletet a reakció végéig fenntartjuk.
- 29. A 28. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve , hogy az exoterm keverékben a gyúlékony alkotórésznek a nem gyúlékony alkotórészhez vett kiindulási arányát a kiindulási komponensek sztöchiometrikus viszonyában, amit a végtermék előállításához, annak összetételének atomarányában számolunk ki, • · *a következőnek vesszük:a periódusos rendszer ritkaföldfémje : a periódusos rendszer második csoportjához tartozó fém : a periódusos rendszer első csoportjához tartozó fém : oxidálőszer =1:2:3: (6-8).
- 30. A 28-29. igénypontok szerinti oxidalapú szupravezető anyag, azzal jellemezve, hogy a komponensek exoterm keverékében a tömeg% viszonyok a következők:gyúlékony alkotórész - 6,55-39,46 nem gyúlékony alkotórész - 60,54 - 93,45.
- 31. A 29. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a periódusos rendszer első csoportjához tartozó fémként előnyösen külön vagy keverékben vett rezet és ezüstöt használunk.
- 32. A 31. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a periódusos rendszer első csoportjához tartozó fémként különösen előnyösen rezet használunk.
- 33. A 32. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve , hogy a periódusos rendszer második csoportjához tartozó fémként előnyösen külön vagy keverékben vett kalciumot, stronciumot, báriumot használunk.
- 34. A 33. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve , hogy a periódusos rendszer második csoportjához tartozó fémként előnyösen külön vagy keverékben vett stronciumot és báriumot használunk.
- 35. A 34. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve , hogy a periódusos rendszer második csoportjához tartozó fémként különösen előnyösen báriumot használunk.
- 36. A 28-30. igénypontok szerinti eljárás, azzal • ·...- 28.-.jellemezve , hogy gyúlékony alkotórészként a ritkaföldfémek legalább egyikét felhasználjuk.
- 37. A 28., 30. igénypontok szerinti eljárás, azzal jellemezve , hogy gyúlékony alkotórészként legalább egy ritkaföldfémnek a periódusos rendszer első csoportjához tartozó fémek legalább egyikével alkotott keverékét használjuk.
- 38. A 28. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve , hogy gyúlékony alkotórészként legalább egy ritkaföldfémnek a periódusos rendszer második csoportjához tartozó fémek legalább egyikével alkotott keverékét használjuk.
- 39. A 28. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve , hogy gyúlékony alkotórészként a periódusos rendszer első csoportjához tartozó fémek legalább egyikének a periódusos rendszer második csoportjához tartozó fémek legalább egyikével alkotott keverékét használjuk.
- 40. A 30. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve , hogy gyúlékony alkotórészként a periódusos rendszer egy ritkaföldfémjének hidridjét és a periódusos rendszer második csoportjához tartozó fémjének hidridjét külön vagy keverékben véve használjuk.
- 41. A 40. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve , hogy a periódusos rendszer második csoportjához tartozó fémek legalább egyikének hidridjét felhasználjuk.
- 42. A 28., 30. igénypontok szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy nem gyúlékony alkotórészként a periódusos rendszer legalább egy ritkaföldfémjének halogenidjét és nitrátját használjuk a periódusos rendszer első és második csoportjának egy fémjével.• · · ·
- 43. A 42. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve , hogy halogenidként a periódusos rendszer ritkaföldfémjének, az első és második csoport fémjének fluoridját, bromidját, kloridját használjuk.
- 44. A 43. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve , hogy egy fém halogenidjeként különösen előnyösen a periódusos rendszer legalább egy ritkaföldfémjének, az első és második csoport fémjeinek fluoridját használjuk.
- 45. A 28., 30. igénypontok szerinti eljárás, azzal jellemezve , hogy oxigén tartalmú közegként oxigént, vagy oxigénből (20-95 térf%) és az argon, nitrogén, levegő, fluor sor legalább egy komponenséből 5-80 térf% mellett alkotott keveréket használunk.
- 46. A 45. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve , hogy oxigén tartalmú közegnek előnyösen az oxigénnek levegővel, argonnal vagy fluorral alkotott keverékét használjuk.
- 47. A 28. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve , hogy az exoterm keveréket előnyösen légköri nyomáson égetjük.
- 48. A 28. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve , hogy az exoterm keveréket 0,2-15,0 MPa nyomásértékek mellett égetjük.
- 49. A 28. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve , hogy az exoterm keverék kiindulási komponenseit előzőleg 0,01-0,1 mm részecskenagyságúvá aprítjuk.
- 50. A 28. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve , hogy a komponensek exoterm keverékét a gyújtás be• · * • · ·- 30 indítása előtt 100-600 °C-ra hevítjük.
- 51. A 28. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve , hogy az exoterm keveréket elektromos spirál, villamos ív, elektromos szikra segítségével, vagy fény- vagy lézersugárral, vagy elektronnyalábbal, vagy nagyfrekvenciájú indukciós hevítés útján lokálisan meggyújtjuk.
- 52. A 28. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve , hogy az exoterm keverék lokális meggyújtását előnyösen elektromos spirál segítségével hajtjuk végre.
- 53. A 28. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve , hogy a komponensek exoterm keverékét előzőleg egy előre megadott termék alakjára formáljuk.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU874244487A RU1702836C (en) | 1987-05-26 | 1987-05-26 | Process of production of superconducting oxide material |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| HUT56461A true HUT56461A (en) | 1991-08-28 |
Family
ID=21304040
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| HU883732A HUT56461A (en) | 1987-05-26 | 1988-05-20 | Method for obtaining superconductor of oxid base |
Country Status (9)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5064808A (hu) |
| EP (1) | EP0373220A4 (hu) |
| JP (1) | JPH03502917A (hu) |
| CS (1) | CS360288A2 (hu) |
| DD (1) | DD294120A5 (hu) |
| HU (1) | HUT56461A (hu) |
| RU (1) | RU1702836C (hu) |
| WO (1) | WO1988009311A1 (hu) |
| YU (1) | YU102788A (hu) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1990011249A1 (en) * | 1989-03-29 | 1990-10-04 | Institut Strukturnoi Makrokinetiki Akademii Nauk Sssr | Method of obtaining complex oxides |
| JPH0717373B2 (ja) * | 1990-08-29 | 1995-03-01 | 科学技術庁金属材料技術研究所長 | 酸化物超電導材料の製造方法 |
| DE4210198C2 (de) * | 1992-03-28 | 1996-10-31 | Dresden Ev Inst Festkoerper | Verfahren zur Herstellung von schmelztexturierten Hochtemperatur-Supraleitern |
| JPH06112538A (ja) * | 1992-09-30 | 1994-04-22 | Fuji Electric Co Ltd | 超電導素子 |
| US6209457B1 (en) | 1998-08-13 | 2001-04-03 | Technology Commercialization Corp. | Method and preformed composition for controlled localized heating of a base material using an exothermic reaction |
| US7897135B2 (en) * | 2004-09-27 | 2011-03-01 | University Of Houston | Carbon combustion synthesis of oxides |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2104609A (en) * | 1935-02-09 | 1938-01-04 | Carborundum Co | Manufacture of ceramic articles |
| SU644728A1 (ru) * | 1977-01-21 | 1979-01-30 | Отделение ордена Ленина института химической физики АН СССР | Способ получени карбида титана |
| SU928831A1 (ru) * | 1980-01-25 | 1986-03-23 | Научно-Исследовательский Институт Прикладной Математики И Механики При Томском Государственном Университете Им.В.В.Куйбышева | Сплав дл легировани стали |
| DE3050279A1 (en) * | 1980-02-20 | 1982-04-15 | I Borovinskaya | Tungstenfree hard alloy and method of making it |
| US4540475A (en) * | 1982-12-30 | 1985-09-10 | Corning Glass Works | Electrolytic Al production with reactive sintered ceramic components of boride-oxide phases |
| US4647405A (en) * | 1983-09-06 | 1987-03-03 | Eltech Systems Corporation | Boride-alumina composite |
-
1987
- 1987-05-26 RU SU874244487A patent/RU1702836C/ru active
-
1988
- 1988-05-20 JP JP63505122A patent/JPH03502917A/ja active Pending
- 1988-05-20 EP EP19880905470 patent/EP0373220A4/de not_active Withdrawn
- 1988-05-20 WO PCT/SU1988/000113 patent/WO1988009311A1/ru not_active Application Discontinuation
- 1988-05-20 HU HU883732A patent/HUT56461A/hu unknown
- 1988-05-20 US US07/445,740 patent/US5064808A/en not_active Expired - Fee Related
- 1988-05-26 YU YU01027/88A patent/YU102788A/xx unknown
- 1988-05-26 CS CS883602A patent/CS360288A2/cs unknown
- 1988-05-26 DD DD88316108A patent/DD294120A5/de not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO1988009311A1 (en) | 1988-12-01 |
| RU1702836C (en) | 1993-11-15 |
| YU102788A (en) | 1990-04-30 |
| EP0373220A1 (de) | 1990-06-20 |
| DD294120A5 (de) | 1991-09-19 |
| JPH03502917A (ja) | 1991-07-04 |
| EP0373220A4 (en) | 1991-04-17 |
| US5064808A (en) | 1991-11-12 |
| CS360288A2 (en) | 1991-10-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Sandhage et al. | Critical issues in the OPIT processing of high-J c BSCCO superconductors | |
| EP0341266B1 (en) | Superconductivity in square-planar compound systems | |
| EP0207465B1 (en) | Aluminum nitride sintered body and preparation thereof | |
| US5106824A (en) | Method of manufacturing oxide superconductor and the precursor of the oxide superconductor comprising heat treating in a reducing atmosphere of either hydrogen or carbon monoxide under reduced pressure | |
| HUT56461A (en) | Method for obtaining superconductor of oxid base | |
| EP0358777B1 (en) | PROCESS FOR PRODUCING Bi-Ca-Sr-Cu-O, Tl-Ca-Sr-Cu-O AND Tl-Ba-Ca-Cu-O SUPERCONDUCTING CERAMICS | |
| EP0351844B1 (en) | Method of manufacturing bismuth type oxide superconductor | |
| EP0398503B1 (en) | Rare-earth barium copper oxide superconducting materials | |
| DE3854134T2 (de) | Supraleitendes Oxyd und Verfahren zur seiner Herstellung. | |
| HUT52646A (en) | Method for making super-conducting substance with critical temperature of 90 kelvin grades | |
| KR940007596B1 (ko) | 초전도 세라믹의 제조방법 | |
| JPH06176637A (ja) | Ｂｉ系酸化物超電導線の製造方法 | |
| EP0441986B1 (en) | Superconducting material and production thereof | |
| US5457088A (en) | Process for the preparation of a semiconductor from an oxalate | |
| US5851954A (en) | Superconducting oxide-based composite material | |
| RU2010782C1 (ru) | Способ получения высокотемпературного сверхпроводника | |
| JP2634187B2 (ja) | タリウム系酸化物超電導体の製造方法 | |
| JP2574173B2 (ja) | 超電導線の製造方法 | |
| JP2748943B2 (ja) | 酸化物超電導体 | |
| JP2748942B2 (ja) | 酸化物超電導体 | |
| JP2597579B2 (ja) | 超電導体の製造方法 | |
| JP2698689B2 (ja) | 酸化物超伝導材料およびその製造方法 | |
| JPH05229823A (ja) | 酸化物超伝導材料の製造方法 | |
| WO1991000847A1 (en) | Oxide superconductor and method of producing the same | |
| JPH05124815A (ja) | 酸化物超電導体の製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| DFA9 | Temporary protection cancelled due to abandonment |