RU1836730C - Способ получени высокотемпературного сверхпроводника - Google Patents

Способ получени высокотемпературного сверхпроводника

Info

Publication number
RU1836730C
RU1836730C SU894742763A SU4742763A RU1836730C RU 1836730 C RU1836730 C RU 1836730C SU 894742763 A SU894742763 A SU 894742763A SU 4742763 A SU4742763 A SU 4742763A RU 1836730 C RU1836730 C RU 1836730C
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
solution
temperature
composition
solvent
superconductor
Prior art date
Application number
SU894742763A
Other languages
English (en)
Inventor
Дэвис Болт Джон
Аппадорай Субраманян Мунирпалам
Original Assignee
Е.И.Дюпон Де Немур Энд Компани
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Е.И.Дюпон Де Немур Энд Компани filed Critical Е.И.Дюпон Де Немур Энд Компани
Application granted granted Critical
Publication of RU1836730C publication Critical patent/RU1836730C/ru

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10NELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N60/00Superconducting devices
    • H10N60/01Manufacture or treatment
    • H10N60/0268Manufacture or treatment of devices comprising copper oxide
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01GCOMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
    • C01G3/00Compounds of copper
    • C01G3/006Compounds containing, besides copper, two or more other elements, with the exception of oxygen or hydrogen
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/01Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
    • C04B35/45Shaped 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
    • C04B35/4504Shaped 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
    • C04B35/4508Type 1-2-3
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/622Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/626Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B
    • C04B35/63Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B using additives specially adapted for forming the products, e.g.. binder binders
    • C04B35/632Organic additives
    • C04B35/636Polysaccharides or derivatives thereof
    • C04B35/6365Cellulose or derivatives thereof
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01PINDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2002/00Crystal-structural characteristics
    • C01P2002/70Crystal-structural characteristics defined by measured X-ray, neutron or electron diffraction data
    • C01P2002/72Crystal-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
    • YGENERAL 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
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S264/00Plastic and nonmetallic article shaping or treating: processes
    • Y10S264/25Metallic oxide
    • YGENERAL 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
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S264/00Plastic and nonmetallic article shaping or treating: processes
    • Y10S264/36Processes of making metal-ceramics

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
  • Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)

Abstract

Использование: дл  получени  высокотемпературного сверхпроводника с температурой перехода, превышающей 90 К. Сущность изобретени : образуют раствор солей соединений металлических компонентов в соотношении MiBarCu 1:2:3, удал ют растворитель с образованием твердой массы и термообрабатывают ее в атмосфере , содержащей кислород. При этом в качестве элементам используют металл из группы Y, Nd, Sm, Eu, Gd, Dy, Ho. Er, Tm. Yb, Lu, раствор солей соединений металлических компонентов образуют растворением в уксусной кислоте смеси М (С2Нз02)з, ацетата бари  и ацетата меди, нагревают полученный раствор до кипени , добавл ют муравьиную кислоту в количестве, достаточном дл  растворени  любого нерастворившегос  исходного вещества при продолжающемс  кипении раствора, растворитель удал ют испарением, а термообработку провод т в две стадии, предварительно нагрева  твердую массу до 350-700°С с образованием порошкообразного полупродукта, а затем при 850-925°С в течение времени, достаточного дл  образовани  полуфабриката МВа2СизОу, где у измен етс  от 6,0 до 6,4 после чего выдерживают полуфабрикат во врем  охлаждени  в течение времени, достаточном дл  получени  сверхпроводника состава МВа2СизОх, где х измен етс  от 6,5 до 7.0. 1 табл. у Ј -.о..

Description

Изобретение относитс  к способу получени  высокотемпературного сверхпроводников состава: редкоземельный элемент- барий - оксид меди с температурами перехода , превышающими 90 К.
Способ по изобретению  вл етс  усовершенствованием известного способа. В указанном техническом решении раскрыто получение У1ВагСиз02 путем смешени  порошков оксида иттри , карбоната бари  и оксида меди, достига  атомное соотношение иттри й:барий:медь 1:2:3 путем нагревани  материала до примерно 950°С и медленного охлаждени  материала до комнатной температуры, что в общем осуществл етс  путем выключени  печи. Способ по изобретению предусматривает не смешение порошков оксида иттри , карбоната бари  и оксида меди, а образование смеси уксусной кислоты из ацетатов металла (например , ацетата иттри ), ацетата бари  и ацетата меди, достига  атомное соотношение иттрий:барий:медь 1:2:3. Полученную в результате смесь затем нагревают до кипени , добавл ют муравьиную кислоту в количестве , достаточном дл  растворени  любого нерастворившегос  исходного материала при продолжающемс  кипении сме00
со
Оч V4
со о
со
си, и растворитель испар ют из полученного в результате раствора с целью получени  твердой массы. Способ по изобретению обеспечивает немного преимуществ и положительных эффектов по сравнению с спосо- бом, раскрытым в Кава и до.
Изобретение касаетс  способа получени  высокотемпературного сверхпроводника с температурой перехода равной приблизительно 90 К и имеющего состав МВааСизОх, при котором образуют раствор солей соединений металлических компонентов в соотношении М:Ва:Си 1:2:3, удал ют растворитель с образованием твердой массы и термообрабатывают ее в атмосфе- ре, содержащей кислород, причем в качестве элемента М используют металл из группы Y, Nd, Sm, Eu, Gd, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu, раствор солей соединении металлических компонентов образуют растворением в ук- сусной кислоте смеси М (СаНзОаЬ, ацетата бари  и ацетата меди, нагревают полученный раствор до кипени , добавл ют муравьиную кислоту в количестве, достаточном дл  растворени  любого нерастворившегос  ис- ходного вещества при продолжающемс  кипении раствора, растворитель удал ют испарением, а термообработку провод т в две стадии, предварительно нагрева  твердую массу до 350-700°С с образованием порошкообразного полупродукта, а затем при 850-925°С в течение времени, достаточного дл  образовани  полуфабриката МВааОиО, где у измен етс  от 6,0 до 6,4, после чего выдерживают полуфабрикат во врем  охлаждени  в течение времени, достаточного дл  получени  сверхпроводника состава MBazCuaOx, где х измен етс  от 6,5 до 7,0.
Данное изобретение, кроме того, дает способ получени  формован кого издели  из сверхпровод щей композиции состава МВа2СизОх причем упом нутый способ состоит , в основном, из контакта издели  из целлюлозного материала с раствором, при- готовленным согласно этапу (Ь), приведенному выше, и пропитки издели  раствором; удалени  избытка раствора и сушки пропитанного издели ; нагревани  полученного в результате пропитанного издели  до темпе- ратуры. предписываемой приведенным ранее этапом (d), с целью образовани  МВааСизОу, причем упом нутое нагревание провод т в соответствии с указанными услови ми; и охлаждени  полученного а результате издели , как предписано представленным ранее этапом (е), с целью получени  искомого продукта. Насто щее изобретение дает также формованное изделие . Полученное в соответствии с способом им описываемым.
Способ, описываемый насто щим изобретением, дает усовершенствованный метод приготовлени  сверхпровод щих композиций, имеющих формулу МВэ2СизОх, М выбирают из группы, включающей в себ  Y, Nd, Sm, Eu, Gd, Dy, Ho, Er, Tm, Yb и Lu, но, предпочтительно, Y. Параметры х измен етс  от приблизительно 6,5 до приблизительно 7,0, но, предпочтительно, - от приблизительно 6.8 до приблизительно 7,0.
В способе, описываемом в насто щем изобретении, сначала готов т исходный раствор. Использование этого раствора г - рантирует высокую гомогенность смещении реагирующих катионов, по сравнению с обычными методиками смещени  в твердой фазе, и в результате приводит к получению однородной однофазной сверхпровод щей композиции состава МВа2СизОх. Существуют два пути использовани  этого раствора:
1)растворитель испар ют и образующийс  в результате твердый материал нагревают до приблизительно 350°С - приблизительно 700°С, предпочтительно - до приблизительно 400°С, получа  порошкообразный полупродукт, который может быть в дальнейшем нагрет до температуры от приблизительно 850°С приблизительно 925°С, образу  МВазСизОх при охлаждении, как здесь предписано,
2)изделие из целлюлозы может быть пропитано раствором и полученное в результате изделие может быть затем нагрето до температуры от приблизительно 850°С до приблизительно 925°С, образу  МВа2СизОх при охлаждении, как здесь предписано.
Раствор ацетатов М, Ва и Си может быть получен добавлением к уксусной кислоте ацетатов М, Ва и Си или соответствующих гидратов в таких количествах, чтобы атомное соотношение М:Ва:Си составл ло приблизительно 1:2:3. Полученную в результате смесь здесь нагревают до кипени  и добавл ют муравьиную кислоту в количестве, достаточном дл  растворени  любого нерастворившегос  исходного материала при продолжающемс  кипении смеси. Муравьина  кислота может быть добавлена до того, как смесь доведена до кипени , но предпочтительно ее добавл ть после того, как началось кипение. Соотношение объема используемой муравьиной кислоты к объему используемой уксусной кислоты составл ет, преимущественно, от приблизительно 1:3 до приблизительно 1:10, но самое предпочтительное соотношение равно приблизительно 1:5.
Используемые в данном способе исходные материалы имеют, преимущественно, высокую чистоту. Могут быть использованы менее чистые материалы, однако в этом случае продукт может содержать материал другой фазы в количестве, сравнимом с количеством примеси в исходных материалах . Особенно важно избежать наличи  в реагентах примесей, содержащих железо и другие переходные, но не редкоземельные, металлы.
Когда раствор используют дл  получени  порошкообразного полупродукта, растворитель выкипает и образуетс  твердый материал. Этот твердый материал, преимущественно , нагревают при температуре от приблизительно 350°С до приблизительно 700°С, преимущественно при температуре около400°С, с целью получени  порошкообразного полупродукта. Порошкообразный полупродукт стабилен, и с ним легко обращатьс .
Порошкообразный полупродукт затем нагревают в атмосфере, содержащей кислород , при температуре от приблизительно 850°С до приблизительно 925°С в течение времени, достаточного дл  образовани  МВа2СизОу, где у измен етс  от приблизительно 6,0 до приблизительно 6,4. Или же порошкообразный полупродукт до нагревани  может быть отпрессован в диск, стержень или изделие другой требуемой формы с помощью обычных методик. При нагревании порошкообразный полупродукт помещают в инертную емкость, такую, как тигель из окиси алюмини  или золота. Атмосферой , содержащей кислород, может быть воздух или газообразный кислород, но воздух более предпочтителен. В другом варианте, описываемым в данном изобретении, когда растворитель испар ют и получают твердый материал, этот твердый материал может быть нагрет на воздухе при температуре от приблизительно 850°С до приблизительно 925°С в течение времени, достаточного дл  образовани  МВа2СизОу.
Емкость с порошкообразным полупродуктом помещают в печь и нагревают до температуры от приблизительно 850°С до приблизительно 925°С. Важно именно суммарное врем , когда порошкообразный полупродукт находитс  в этом температурном интервале. При конечной температуре термообработки , равной 900°С, 1/2 ч при этой температуре достаточны дл  получени  после того, как образец будет охлажден в соответствии с указанным здесь режимом, однофазный сверхпровод щей композиции состава МВааСизОх. Или же емкость может быть помещена непосредственно в печь,
уже нагретую до конечной температуры термообработки. Могут быть использованы более продолжительные времена термообработки .
В конце этапа термообработки печь выключают и полученному в результате материалу дают возможность охладитьс  в атмосфере, содержащей кислород, в течение времени, достаточного дл  образовани 
0 искомого продукта. Материал охлаждают, предпочтительно, до температуры, ниже приблизительно 100°С (временный интервал составл ет около 8 час), до того, как емкость с образцом удал ют из печи. Во
5 врем  этапа охлаждени  в материале возрастает содержание кислорода, что приводит к искомому продукту состава МВааСозОх. Дополнительный кислород, проникающий в кристаллическую решетку материала во
0 врем  стадии его охлаждени , образу  искомый продукт, попадает туда путем диффузии . Скорость, с которой кислород проникает в решетку, определ ют с помощью сложной функции времени, темпе5 ратуры, содержани  кислорода в атмосфере, формы образца и т.д. Существует , следовательно, огромное число комбинаций этих условий, которые в результате будут приводить к искомому продукту. На0 пример, в воздухе при 500°С скорость поглощени  материалом кислорода велика, и искомый продукт может быть получен при этих услови х менее, чем за час, когда образец представл ет собой рыхлый тонкодис5 персный порошок, Однако, если образец представл ет собой частицы большего размера , плотно упакованные порошки или от- формованные издели , то времена, требующиес  дл  получени  искомого про0 дукта при 500°С на воздухе, будут возрастать . Хорошо спеченные формованные издели  потребуют более длительных промежутков времени дл  образовани  искомого соединени , чем более пористые детали.
5 а в случае больших хорошо спеченных формованных деталей могут потребоватьс  многие часы.
Обычна  методика получени  искомого продукта, когда материал представл ет
0 собой порошок или предмет небольшой формы, состоит в выключении печи, где проводили нагревание, и предоставлении материалу возможности охладитьс  в печи до температуры, приближающейс  к темпера5 туре окружающей среды (около 22°С) на что обычно требуетс  несколько часов. В примерах было обнаружено, что достаточным  вл етс  охлаждение в печи до температуры приблизительно ниже 100°С. Возрастание парциального давлени  кислорода в атмосфере , окружающей образец, в процессе его охлаждени  увеличивает скорость проникновени  кислорода в решетку. Если в отдельном эксперименте материал охлаждают таким образом, что продукт состава МВааСизОх не образуетс , то материал может быть нагрет до промежуточной температуры , такой, как 500°С, лежащей в интервале между температурой окружающей среды и конечной температурой этапа нагревани , и выдержан при этой температуре в течение времени, достаточного дл  получени  искомого продукта. Если продукт состава МВа2СизОх отпрессовывают в желаемую форму и спекают при температуре около 900°С-950°С, то охлаждение получающегос  формованного издели  должно проводитьс  с учетом вышеизложенных сообщений .
Продукт, получаемый по способу, описываемому данным изобретением,  вл етс  однофазным веществом и характеризуетс  орторомбической симметрией, как определено измерени ми дифракции рентгеновских лучей.
Способ, описываемый данным изобретением , дает метод приготовлени  .сверхпровод щей композиции состава МВааСизОх, который не требует специальной атмосферы в процессе термообработки, последующего измельчени , повторного нагревани  или отжига, длительных времен термообработки или очистки продукта дл  выделени  искомой сверхпровод щей композиции состава МВа2СизОх из других фаз.
В другом варианте данного изобретени  раствор используют дл  получени  волокон , тканей или других изделий из сверхпровод щей композиции состава МВагСизОх путем пропитки изделий из целлюлозы, имеющих требуемую форму, этим раствором, Термин издели  из целлк лоз-ы означает издели , чьим главным ингредиентом  вл етс  целлюлоза или одно из ее производных, например: регенерированна  целлюлоза (така , как вискоза), хлопок, целлюлозна  бумага и войлок, древесна  масса и т.д. Пропитку наиболее легко осуществл ть погружением издели  из целлюлозы в кип щий раствор на врем , достаточное дл  эффективной пропитки. Врем  погружени  будет зависеть от формы издели  из целлюлозы. Волокна и нити будут требовать меньшего времени, чем более толстые жгуты или веревки или чем тканые материалы. Было обнаружено, что в случае, когда используют целлюлозные нити, достаточно несколько минут. Пропитка тканей, сделанных из целлюлозных волокон, как было найдено, требует дес ти минут. Может
быть использована и более продолжительна  пропитка, Раствор должен поддерживатьс  гор чим, например кип титьс  в сосуде с обратным холодильником, дл  того
чтобы обеспечить быструю пропитку при погружении . Количество пропиточного материала в изделии из целлюлозы после того, как оно высушено, зависит от концентрации раствора. Чем больше его количество, тем
0 больше количество сверхпровод щего материала в конечно изделии. Поэтому дл  пропитки предпочтительно использовать концентрированные растворы. Раствор может быть сделан более концентрированным
5 путем испарени  некоторого количеств растворител , однако до погружени  издели  из целлюлозы необходимо следить, чтобы не образовались осадки.
Лучше, когда изделие из целлюлозы на0 бухает до пропитки, увеличива  тем самым диффузию раствора в целлюлозный материал . Целлюлозный материал может быть подвергнут набуханию путем погружени  издели  в любую подход щую жидкость,
5 такую, как жидкий аммиак, азотна  или уксусна  кислоты, но жидкий.аммиак предпочтительней . Необходимое врем  погружени  будет зависеть от формы изделий из целлюлозы , где более длительных промежутков
0 времени требуют веревки, жгуты и ткани, по сравнению с волокнами и нит ми. Было обнаружено , что в случае, когда используют целлюлозные нити, достаточно нескольких минут. В случае тканей, сделанных из цел5 люлозных волокон, как было-найдено, достаточно дес ти минут. После того, как изделие из целлюлозы удал ют из аммиака, его погружают в пол рный органический растворитель, такой, как тетрагидрофуран,
0 дл  удалени  любого избыточного количества аммиака. Если изделие из целлюлозы не подвергнуто набуханию до его пропитки раствором, то в определенной степени набухание будет происходить во врем  стадии
5 пропитки, что  вл етс  результатом присутстви  в растворе уксусной кислоты.
Когда изделие из целлюлозы вынимают из раствора, избыток раствора удал ют, например , промоканием или центрифугирова0 нием, и изделие из целлюлозы сушат с помощью обычных методик, таких, как воздушна  сушка.
После того, как пропитанное изделие из целлюлозы высушено, его нагревают нэ воз5 духе, предпочтительно, до температуры от приблизительно 75°С до приблизительно 150°С в течение приблизительно 1-60 мин. Изделие из целлюлозы может быть затем изогнуто дл  уменьшени  межволоконного слипани . Изгибание особенно желательно,
когда изделие из целлюлозы представл ет собой моток из целлюлозных нитей. Такое изгибание может быть также выполнено с аналогичным успехом после сушки.
При нагревании пропитанное изделие из целлюлозы помещают в инертную емкость , например тигель или поддон из окиси алюмини  или золота. Емкость помещают в печь и нагревают до температуры от приблизительно 850°С до приблизительно 925°С в атмосфере, содержащей кислород. Атмосферой, содержащей кислород, может быть воздух или газообразный кислород, но воздух предпочтительней. Изделие из целлюлозы нагревают при контролируемых услови х , чтобы избежать воспламенени  или горени  целлюлозы и ускорить карбонизацию целлюлозы и удаление углерода путем его окислени . Это может быть достигнуто путем повышени  температуры издели  из целлюлозы с достаточно низкой скоростью. Скорости повышени  температуры, равные 10°С 1/мин, как было найдено,  вл ютс  достаточно низкими дл  нагревани  нитей, но предпочтительней использовать более низкие скорости. При нагревании тканей предпочтительней использовать следующий режим термообработки: до 400°С изделие нагревают со скоростью 1°С в минуту, а затем до конечной температуры нагревани , равной от приблизительно 875°С до приблизительно 900°С, нагрев осуществл ют со скоростью 10°С/мин. При конечной температуре нагревани , равной 900°С, нагревание в течение 1 часа достаточно дл  получени  однофазных сверхпровод щих волокон состава МВааСизОх после охлаждени  в режиме, описанном здесь ранее. Может быть использована более продолжительна  термообработка. В конце стадии нагревани  печь выключают и дают возможность охладитьс , как здесь ранее было описано.
Получаемый продукт  вл етс  однофазным и характеризуетс  орторомбической симметрией, как определено при измерени х дифракции рентгеновских лучей. Метод пропитки, описанный в данном изобретении, может быть использован дл  приготовлени  нити из сверхпровод щей композиции состава МВа2СизОх, котора  затем может быть пропитана низкоплавкими металлами или другими материалами, образу  провода. Он также может быть использован дл  получени  изделий другой формы из сверхпровод щей композиции состава МВа2СиОх, которые затем могут быть пропитаны металлом, стеклом или полимерными смолами, придава  дополнительную прочность и целостность.
Используема  здесь фаза состо щий, в основном, из означает, что способ, описываемый в данном изобретении, может быть дополнен этапами, существенным образом не измен ющимис  базовых и новых характерных особенностей данного изобретени .
Изобретение далее иллюстрировано следующими примерами, где температура,
если не оговорено особо, указана в градусах по Цельсию. Дл  того, чтобы показать, что способ, описанный в данном изобретении, приводит к получению однофазного продукта состава МВа2СзиОх, были использованы
реагенты химической чистоты. Измерени  электрического сопротивлени  в четырех точках были выполнены на образцах в форме спеченных стержней или пучков волокон. В качестве источника посто нного тока,
проход щего через образцы, использовали прибор типа Kiethly 220d. Дл  регистрации падени  напр жени  при прохождении через образцы электрического тока использовали нановольтметр типа Kiethly 181.
Сверхпроводимость была также подтверждена путем исследовани   влени  вытеснени  магнитного потока, т.е. эффектом Мейснера.
Пример 1. У (С2Н302)з-4Н20 (1,6905 г),
2,995 г Си(С2Нз02)2 Н20 и 2,5543 г Ва(С2Нз02)2 смешивали и нагревали с 10 мл уксусной кислоты до кипени  в колбе с обратным холодильником, куда затем добавл ли 2 мл муравьиной кислоты. После
добавлени  муравьиной кислоты все твердое вещество растворилось. Получившийс  в результате раствор кип тили с целью удалени  .растворител . Получившийс  в результате твердой остаток нагревали до
400°С в течение 12 ч, получа  твердое вещество коричневого цвета. Твердое вещество в течение 15 мин растирали в агатовой ступке. Полученный в результате порошок прессовали в таблетки диаметром 10 мм и
толщиной 1-2 мм, которые затем размещали на поддоне из окиси алюмини  и нагревали на воздухе в печи от комнатной температуры до 900°С со скоростью 10°С/мин. Затем таблетки нагревали при
900°С на воздухе в течение различных промежутков времени, лежащих в интервале 1 /2-10 ч. В каждом случае в конце стадии нагревани  печь выключали и образцу давали возможность охладитьс  до температуры ниже 100°С
до того, как он был удален из печи.
Во всех случа х продукт состава УВа2СизОх был черного цвета. Измерени  электрического сопротивлени  в четырех точках, выполненные на стержн х, вырезанных из таблеток, показали сверхпровод щий переход выше температуры приблизительно 90 К. Таблетки дробили и исследовали дифракцию рентгеновских лучей на порошке. В таблице показаны индексы наблюдаемых рефлексов, d - параметры и относительные интенсивности. Эти результаты указывают, что продукт состава УВа2СизОх имеет,орторомбическую симметрию и никакие другие фазы не были обнаружены ,
Пример 2. 10 ммоль (3,39 г) У(С2Нз02)з -4Н20, 20 ммоль (5,11 г) Ва(С2Нз02)2 и 30 ммоль (5,99 г) Си(С2Нз02) смешивали и раствор ли: сначала кип т  с 20 мл уксусной кислоты в колбе с обратным холодильником, а затем, добавл   4,5 мл муравьиной кислоты. После добавлени  муравьиной кислоты все твердое вещество растворилось. Получившийс  дв результате раствор кип тили на гор чей плитке в колбе с обратным холодильником.
Несколько мотков вискозных кордных нитей объедин ли и погружали в жидкий аммиак при -33°С на приблизительно одну минуту. Затем нити удал ли и промывали погружением два раза в тетрагидрофуран. Полученные в результате набухшие нити затем погружали в раствор ацетата Y-Ba-Cu на 3 минуты и удал ли. Избыток раствора удал ли, тщательно промока  нити туалетной бумагой. Нит м давали возможность .высохнуть на воздухе в течение ночи. Затем пропитанные нити нагревали до 150°С и изгибали с целью уменьшени  межволоконного слипани .
Нити помещали на поддон из окиси алюмини  и затем нагревали на воздухе в печи со скоростью 10° С в минуту от комнатной температуры до 800°С, выдерживали при 800°С в течение 15 мин. затем нагревали до 900°С со скоростью 5°С/мин и выдерживали при 900°С в течение 60 мин. Печь выключали и давали возможность охладитьс  до температуры ниже 100°С до того, как нити были удалены. Полученные в результате нити из продукта состава УВа2СизОх были черного цвета.
Картина дифракции рентгеновских лучей на порошке, полученном дроблением нитей, была, в пределах ошибки эксперимента , практически идентична картине, показанной в табл. 1, и никакие другие фазы не были обнаружены.
Другой моток такой же вискозной кор- диой нити погружали в жидкий аммиак на 1 мин, промывали в тетрагидрофуране и в теплой уксусной кислоте в течение 30 сек и затем погружали в раствор ацетата Y-BaСи на 30 с. После сушки нить нагревали на воздухе в печи со скоростью 10°С/мин от комнатной температуры до 800°С, выдерживали при 800°С в течение 15 мин, затем
нагревали до 900°С со скоростью 5°С в минуту и выдерживали при 900°С в течение 60 мин. Затем печь выключали и давали возможность охладитьс  до температуры ниже 100°С до того, как нить была удалена, Полученна  в результате нить из продукта состава УВэ2СизОх была черного цвета.
Будучи помещенным в резервуар с жидким азотом образец нити отталкивалс  магнитом, тем самым про вл   эффект
Мейснера и указыва , что образец  вл етс  сверхпроводником,
П р и м е р 3. Раствор ацетата Y-Ba-Cu согласно методике, аналогичной описанной в примере 2. Другой моток той же вискозной
кордной нити, что и использованной в примере 2, погружали и кип тили в растворе ацетата Y-Ba-Cu в течение приблизительно 45 мин, промывали в ацетоне и сушили путем промокани .
Полученную в результате пропитанную
нить нагревали на воздухе в печи со скоростью 10°С/мин от комнатной температуры до 800°С, выдержали при 800°С в течение 30 мин нагревали далее до 900°С со скоростью
5°С/мин и выдерживали при 900°С в течение 10ч. Печь выключали и давали возможность охладитьс  до температуры ниже 100°С до того, как полученный в результате продукт был удален. Получивша с  в результате нить из продукта состава YBa2Cu30x была черного цвета.
Измерени  удельного электрического сопротивлени  в четырех точках, выполненные на куске полученной в результате зксперимента нити показали, что нить  вл етс  сверхпроводником с температурой перехода около 90 К.
П р и м е р 4. Легкую вискозную ткань (простое переплетение, вес - 100 r/м2} размером 2,5 см (1 дюйм) х 110 см (45 дюймов) помещали в ловушку, присоединенную к холодильнику , где в качестве хладоагента использовали систему: сухой лед - ацетон. Аммиак конденсировалс  в ловушке, где ткань могла набухать в течение 10 мин. Ткань удал ли, дважды промывали в тетрагидрофуране и дважды - в смеси уксусна  кислота; муравьина  кислота, вз тых в обь- емном соотношении 5:1.
Полученную в результате набухшую
ткань затем погружали в раствор 16,91 г
У(СгНз02)з 4Н20. 25,54 г Ва(С2Нз02)2 и
29,95 г Си(С2Нз02)2 Н20, растворенных в
Л 00 мл уксусной кислоты и 20 мл муравьиной
кислоты. Раствор поддерживали кип щим . Спуст  10 мин ткань вынимали и избыток раствора удал ли центрифугированием .
После сушки при комнатной температуре полученную в результате пропитанную ткань нагревали до 150°С в течение 15 мин. Ткань оставалась гибкой и могла принимать различную форму. Основное количество пропитанной ткани затем нагревали на воздухе в печи со скоростью 1°С/мин до 400°С и затем со скоростью 10°С/мин до 880°С. Ткань выдерживали при 880°С в течение 3 ч. Затем печь выключали и давали возможность медленно охладитьс  до температуры ниже 100°С до того, как полученный в результате продукт был удален из печи.
Другой образец вискозной ткани в форме вельвета (вес - 190 r/м2) обрабатывали по методике, аналогичной описанной в трех предшествующих параграфах. Получающиес  в результате куски черной ткани были хрупкими, но с ними можно было манипулировать без их повреждени .
Оба куска, ткани обнаруживали эффект Мейснера, будучи помещены в резервуар с жидким азотом, тем самым указыва  на сверхпроводимость.
Картины дифракции рентгеновских лучей на порошках, полученных при измельчении тканей, дл  обоих образцов ткани были, в пределах ошибки эксперимента, практически идентичными с картиной, представленной в таблице, и никакие другие фазы не были обнаружены.
0
5
0
5
0
5

Claims (1)

  1. Формула изобретени  Способ получени  высокотемпературного сверхпроводника с температурой перехода , равной приблизительно 90 К, и имеющего состав МВаСизОх. при котором образуют раствор солей соединений металлических компонентов в соотношении М:Ва:Си -1:2:3, удал ют растворитель с образованием твердой массы и термообраба- тывают ее в атмосфере, содержащей кислород, отличающийс  тем, что, с целью повышени  качества сверхпроводника путем улучшени  его гомогенности и од- нофазности и сокращени  длительности процесса его получени , в качестве элемента М используют металл из группы Y. Nd, Sm, Eu, Gd, Dy, Но, Er, Tm, Yb, Lu, раствор солей соединений металлических компонентов образуют растворением в уксусной кислоте смеси М(С2НзОг)з. ацетата бари  и ацетата меди, нагревают полученный раствор до кипени , добавл ют муравьиную кислоту в количестве, достаточном дл  растворени  любого нерастворившегос  исход- ного вещества при продолжающемс  кипении раствора, растворитель удал ют испарением, а термообработку провод т в две стадии, предварительно нагрева  твёрдую массу до температуры от 350 до 700°С с образованием порошкообразного полупродукта , а затем при температуре от 850 до 925°С в течение времени, достаточного дл  образовани  полуфабриката МВа2СиОу, где у измен етс  от 6.0 до 6.4, после чего выдерживают полуфабрикат во врем  охлаждени  в течение времени, достаточного дл  получени  сверхпроводника состава МВааСизОх, где х измен етс  от 6.5 до 7,0.
    Данные по дифракции рентгеновских лучей дл  УВа2СизОх
    Обозначение: s - сильный; т-умеренный; w-слабый; v-очень.
    Продолжение таблицы
SU894742763A 1987-06-09 1989-12-08 Способ получени высокотемпературного сверхпроводника RU1836730C (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US07/060,079 US4866031A (en) 1987-06-09 1987-06-09 Process for making 90 K superconductors from acetate precursor solutions
PCT/US1988/002023 WO1988009701A1 (en) 1987-06-09 1988-06-08 Improved process for making 90 k superconductors

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU1836730C true RU1836730C (ru) 1993-08-23

Family

ID=22027204

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU894742763A RU1836730C (ru) 1987-06-09 1989-12-08 Способ получени высокотемпературного сверхпроводника

Country Status (8)

Country Link
US (1) US4866031A (ru)
EP (1) EP0363438A4 (ru)
JP (1) JPH02503788A (ru)
KR (1) KR890701228A (ru)
AU (1) AU599827B2 (ru)
HU (1) HUT52642A (ru)
RU (1) RU1836730C (ru)
WO (1) WO1988009701A1 (ru)

Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4898851A (en) * 1987-06-22 1990-02-06 E. I. Du Pont De Nemours And Company Process for making 90 k superconductors using a spray dried oxalate precursor
US4861753A (en) * 1987-06-22 1989-08-29 E. I. Du Pont De Nemours And Company Process for making superconductors using barium nitrate
JPH01115857A (ja) * 1987-10-13 1989-05-09 Dow Corning Corp 超電導物質の製造方法
US4962082A (en) * 1987-11-19 1990-10-09 Bell Communications Research, Inc. Method of making high tc oxide superconductor particles by adjusting pH value and cationic ratio of admixed solution followed by drying, heating and firming
US5089466A (en) * 1987-12-17 1992-02-18 The University Of Colorado Foundation, Inc. Stable mixed metal superconductive oxides containing nitrogen
AU3001989A (en) * 1988-05-02 1989-11-02 W.R. Grace & Co.-Conn. Dry monocarboxylate mixtures
JPH0796443B2 (ja) * 1988-09-07 1995-10-18 日産自動車株式会社 クエン酸塩法による複合酸化物の合成方法
FR2636620A1 (fr) * 1988-09-21 1990-03-23 Rhone Poulenc Chimie Compositions de matiere precurseurs de ceramiques supraconductrices, leur preparation et leurs utilisations
US5217947A (en) * 1989-02-16 1993-06-08 The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University High-temperature superconductors
CA2010618A1 (en) * 1989-02-24 1990-08-24 Che-Hsiung Hsu Process for preparing superconductive fibers of high density
CA2017829A1 (en) * 1989-06-01 1990-12-01 Che-Hsiung Hsu Process for preparing superconductive fibers
US5108981A (en) * 1989-06-19 1992-04-28 Rutgers, The State University Flexible superconducting ceramic polymer composites and method of making same
US5696057A (en) * 1990-07-24 1997-12-09 Honeywell Inc. Producing high TC superconductor bulk composites
CA2071923A1 (en) * 1990-08-28 1992-03-01 Jaak S. Van Den Sype Fabrication of superconducting metal-oxide textiles
US5163620A (en) * 1991-01-31 1992-11-17 The Babcock And Wilcox Company Nozzle for superconducting fiber production
EP0646974B1 (en) * 1993-07-30 1997-09-24 PIRELLI CAVI S.p.A. Method of preparing precursors for oxide superconductors
JP3556586B2 (ja) * 2000-09-05 2004-08-18 株式会社東芝 酸化物超電導体の製造方法、酸化物超電導体用原料、および酸化物超電導体用原料の製造方法

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4156661A (en) * 1978-03-13 1979-05-29 General Refractories Company Method of modifying electrical properties of rare-earth chromite material
US4374819A (en) * 1979-11-13 1983-02-22 Gte Laboratories Incorporated Catalytic process for removing toxic gases from gas streams
JPS58156350A (ja) * 1982-03-12 1983-09-17 Matsushita Electric Ind Co Ltd 排ガス浄化装置
US4522706A (en) * 1982-06-16 1985-06-11 Exxon Research & Engineering Co. Hydrocarbon treating processes using perovskite-containing catalytic compositions
GB8504044D0 (en) * 1985-02-18 1985-03-20 Molins Plc Paper feed for cigarette making machines
IL86316A0 (en) * 1987-05-15 1988-11-15 Ppg Industries Inc Formation of superconductive ceramic oxides by chemical polymerization
US4898851A (en) * 1987-06-22 1990-02-06 E. I. Du Pont De Nemours And Company Process for making 90 k superconductors using a spray dried oxalate precursor

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Physical Review Letters. 58, 1676-1679. 1987. *

Also Published As

Publication number Publication date
US4866031A (en) 1989-09-12
AU2130088A (en) 1989-01-04
JPH02503788A (ja) 1990-11-08
EP0363438A1 (en) 1990-04-18
HUT52642A (en) 1990-07-28
EP0363438A4 (en) 1990-11-28
WO1988009701A1 (en) 1988-12-15
AU599827B2 (en) 1990-07-26
KR890701228A (ko) 1989-12-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU1836730C (ru) Способ получени высокотемпературного сверхпроводника
US4983573A (en) Process for making 90° K. superconductors by impregnating cellulosic article with precursor solution
US3385915A (en) Process for producing metal oxide fibers, textiles and shapes
US5227365A (en) Fabrication of superconducting metal-oxide textiles by heating impregnated polymeric material in a weakly oxidizing atmosphere
Viala et al. Effect of magnesium on the composition, microstructure and mechanical properties of carbon fibres
Chien et al. Polymer precursor synthesis and characterization of Y Ba 2 Cu 3 O 7− x
Chien et al. Control of Y1Ba2Cu3Ox microstructures by polymer‐metal‐complex precursor synthesis
Aselage et al. Instability of Thallium‐Containing Superconductor Phases in Isothermal Equilibrium with Thallium Oxide
KR100633671B1 (ko) 향상된 반응성을 갖는납-비스무트-스트론튬-칼슘-구리-산화물 분말 혼합물 및그의 제조방법
Sekula Resistance minimum and resistivity of copper at low temperatures
Jacob et al. Phase Relations in the Systems SrO-Y 2 O 3-CuO-O 2 and CaO-Y 2 O 3-CuO-O 2 at 1173 K
Shelby et al. Atmospheric effects during thermal cycling of Ba2YCu3O7±x superconductors
Zhang et al. Superconducting fibers from organometallic precursors: Part III. Pyrolytic processing of precursor fibers
Caneiro et al. Stability range and Tc variation of superconducting Bi1. 92Sr1. 89Ca1. 04Cu2Oy
SU1738757A1 (ru) Способ получени сверхпровод щего волокна на основе куприта иттри и бари
KR970009510B1 (ko) 130케이 수은계 고온초전도체 단일상의 제조방법
Tachikawa et al. High-field Nb 3 Sn superconductors prepared through a new route
JPH04192226A (ja) 酸化物超電導繊維の製造方法
Dell'Agli et al. A study on the stability of superconducting YBa 2 Cu 3 O 7− x phase
KR920008520B1 (ko) 에멀젼 건조방법(또는 석유증발법)을 이용한 Bi(Pb)-Sr-Ca-Cu-O계의 고온 초전도체 분말의 제조방법
Guidi et al. BPSCCO–Ag powders by a wet method and a low-carbon content for tape preparation
AT288512B (de) Verwendung von faserigen Stoffen aus Oxyden als Diaphragmen für galvanische Elemente
SU1730233A1 (ru) Способ получени волокнистого оксидного материала
CA2090140A1 (en) Fabrication of superconducting metal-oxide textiles
Marx et al. Fabrication and Characterization of Superconducting (Bi, Pb)-Sr-Ca-Cu-O Thick Films on Sr-Ca-Cu-O Substrates