RU2010782C1 - Method of high-temperature superconductor preparing - Google Patents

Method of high-temperature superconductor preparing Download PDF

Info

Publication number
RU2010782C1
RU2010782C1 SU4896219A RU2010782C1 RU 2010782 C1 RU2010782 C1 RU 2010782C1 SU 4896219 A SU4896219 A SU 4896219A RU 2010782 C1 RU2010782 C1 RU 2010782C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
barium
mixture
cuprate
bacu
temperature
Prior art date
Application number
Other languages
Russian (ru)
Inventor
А.Г. Пересада
М.Д. Нерсесян
Original Assignee
Институт структурной макрокинетики РАН
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 Институт структурной макрокинетики РАН filed Critical Институт структурной макрокинетики РАН
Priority to SU4896219 priority Critical patent/RU2010782C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2010782C1 publication Critical patent/RU2010782C1/en

Links

Landscapes

  • Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
  • Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)

Abstract

FIELD: electronic engineering, electrotechnical industry. SUBSTANCE: initial components are mixed and mixture prepared is subjected for thermal treatment in oxygen-containing atmosphere at 860-900 C. The source of Ba-Cu-containing component: mixture of barium cuprate BaCu2O2 with barium cuprate BaCuO2 or copper oxide, or barium oxide, or peroxide, or nitrate, or carbonate barium. The source of Ln containing component: compounds of the series: Ln2Cu2O5, Ln2(CO3)3, Ln2O3, Ln(NO3)3. Positive effect: temperature of transition beginning to the superconducting state is 95-98 K, not less, To = 91-94 K, content of superconducting phase is 80-100% . EFFECT: enhanced quality of superconductor. 1 tbl

Description

Изобретение относится к способам получения высокотемпературных сверхпроводников (ВТСП) общей формулы LnBa2Cu3O7-б, где Ln= Y, Gd, Sm, Eu, Dy, Ho, которые могут быть использованы в электронной и электротехнической промышленностях при изготовлении сверхпроводящих элементов приборов и систем.The invention relates to methods for producing high-temperature superconductors (HTSC) of the general formula LnBa 2 Cu 3 O 7-b , where Ln = Y, Gd, Sm, Eu, Dy, Ho, which can be used in the electronic and electrical industries in the manufacture of superconducting elements of devices and systems.

Известен способ получения высокотемпературного сверхпроводника YBa2Cu3O7-б, включающий приготовление исходной шихты, содержащей порошки оксида иттрия, карбоната бария и оксида меди, термообработку шихты при 900-970оС в атмосфере кислорода в течение 16-32 ч, охлаждение шихты, измельчение до размеров частиц ≈1 мкм, прессование порошка при давлении 951 кг/см2 в компакт и повторную термообработку при 900-970оС в течение 16-32 ч и охлаждение компакта в течение 6 ч [1] .A method of producing a high-temperature superconductor YBa 2 Cu 3 O 7-B, comprising the preparation of the initial mixture comprising powders of yttrium oxide, barium carbonate and copper oxide, the heat treatment charge at 900-970 ° C in an oxygen atmosphere for 16-32 hours, cooling the charge , grinding to a particle size ≈1 mm, pressing the powder at a pressure of 951 kg / cm 2 in the CD and re-heat-treated at 900-970 ° C for 16-32 hours, and cooling the compact for 6 hours [1].

Недостатком способа является длительность процесса, которая составляет не менее 50 ч и невысокий выход материала, содержащего сверхпроводящую фазу. The disadvantage of this method is the duration of the process, which is at least 50 hours and a low yield of material containing a superconducting phase.

Известен способ получения высокотемпературного сверхпроводника YBa2Cu3O7-б, включающий приготовление стехиометрической смеси купрата бария состава BaCuO2 и купрата иттрия Y2Cu2O5 и ее высокотемпературный отжиг при 900-920оС в атмосфере кислорода в течение 16-46 ч, затем отжиг с целью гомогенизации полученного продукта при 400-600оС в течение 16-34 ч [2] .A known method of producing a high-temperature superconductor YBa 2 Cu 3 O 7-b , comprising preparing a stoichiometric mixture of barium cuprate BaCuO 2 and yttrium cuprate Y 2 Cu 2 O 5 and its high-temperature annealing at 900-920 о С in an oxygen atmosphere for 16-46 h, then annealing in order to homogenize the obtained product at 400-600 о С for 16-34 h [2].

Недостатком способа является длительность процесса и невозможность получить однородную структуру целевого материала. The disadvantage of this method is the duration of the process and the inability to obtain a homogeneous structure of the target material.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является способ получения высокотемпературного сверхпроводника состава YBa2Cu3O7-б, который включает приготовление шихты из купрата иттрия и купрата бария в качестве Y-Ba-Cu-содержащих компонентов и ее высокотемпературную 3-х стадийную обработку в течение не менее 3-х ч при 800, 900 и 950оС соответственно [3] .The closest technical solution to the proposed one is a method for producing a high-temperature superconductor with the composition YBa 2 Cu 3 O 7-b , which involves the preparation of a mixture from yttrium cuprate and barium cuprate as Y-Ba-Cu-containing components and its high-temperature 3-stage processing for at least 3 hours at 800, 900 and 950 C, respectively [3].

Недостатком способа является невысокая критическая температура, выход сверхпроводящей фазы и однородность структуры. The disadvantage of this method is the low critical temperature, the output of the superconducting phase and the uniformity of the structure.

Целью изобретения является повышение критической температуры и получение материала с высоким содержанием сверхпроводящей фазы и однородной структурой. The aim of the invention is to increase the critical temperature and obtain a material with a high content of superconducting phase and a homogeneous structure.

Цель достигается тем, что способ получения высокотемпературного сверхпроводника LnBa2Cu3O7-б включает приготов- ление шихты из Ln-Ba и Cu-содержащих компонентов, при этом в качестве Ba-Cu-содержащего компонента используют смесь купрата бария BaCu2O2 с купратом бария BaCuO2 или оксидом меди и оксидом или пероксидом, или нитридом, или карбонатом бария, в качестве Ln-содержащего компонента используют соединение из ряда L2O3, Ln2Cu2O5, Ln2(CO3)3, Ln(NO3)3.The goal is achieved in that the method for producing a high-temperature superconductor LnBa 2 Cu 3 O 7-b involves the preparation of a mixture from Ln-Ba and Cu-containing components, while a mixture of barium cuprate BaCu 2 O 2 is used as a Ba-Cu-containing component with barium cuprate BaCuO 2 or copper oxide and oxide or peroxide, or nitride, or barium carbonate, a compound from the series L 2 O 3 , Ln 2 Cu 2 O 5 , Ln 2 (CO 3 ) 3 , is used as an Ln-containing component Ln (NO 3 ) 3 .

Сущность изобретения состоит в следующем: готовят исходную шихту, содержащую порошки купрата бария состава BaCu2O2 или смесь BaCu2O2 и купрата состава BaCuO2, к приготовленной смеси добавляют любой из компонентов, содержащий Ln, например, купрат Ln-Ln2Cu2O5, Ln2O3, Ln2(CO3)3, Ln(NO3)3, при этом соотношение компонентов в смеси берут в количестве необходимом для обеспечения соотношения в целевом продукте Ln: Ba: Cu, равном 1: 2: 3. При необходимости для обеспечения заданного соотношения Ln: Ba: Cu в шихту в качестве Ва - содержащего компонента может быть введен его пероксид, нитрат, оксид или карбонат, а в качестве Cu - содержащего компонента ее оксид. Шихту гомогенизируют перемещением компонентов, прессуют в виде таблеток, либо компактов заданной формы и подвергают термической обработке в кислородсодержащей среде при 860-900оС в течение 30-120 мин. При такой термообработке получают компакт черного цвета по составу LnBa2Cu3O7-б, имеющий температуру начала перехода в сверхпроводящее состояние (Тн) в зависимости от входящего в него Ln 95-99 К и То= 91-94 К.The essence of the invention is as follows: prepare the initial mixture containing powders of barium cuprate BaCu 2 O 2 or a mixture of BaCu 2 O 2 and cuprate BaCuO 2 , any of the components containing Ln, for example, cuprate Ln-Ln 2 Cu, is added to the prepared mixture 2 O 5 , Ln 2 O 3 , Ln 2 (CO 3 ) 3 , Ln (NO 3 ) 3 , while the ratio of components in the mixture is taken in the amount necessary to ensure a ratio in the target product of Ln: Ba: Cu equal to 1: 2 : 3. If necessary, to ensure a given ratio of Ln: Ba: Cu, it can be introduced into the mixture as a Ba-containing component. eroksid, nitrate, oxide or carbonate, and as Cu - containing a component of its oxide. The batch is homogenized moving components, compressed into tablets, compacts or the predetermined shape and subjected to heat treatment in an oxygen atmosphere at 860-900 C for 30-120 min. With this heat treatment, a black compact is obtained by the composition of LnBa 2 Cu 3 O 7-b , having a temperature at which the transition to the superconducting state begins (T n ) depending on the Ln 95-99 K and T o = 91-94 K.

В качестве исходных компонентов используют порошки соответствующих соединений иттрия, бария и меди марок "хч" или "осч". Купрат бария состава BaCuO2 получают термическим отжигом смеси ВаСО3 и CuO при 850оС. Купрат бария состава BaCu2O2 получают в режиме горения из смеси ВаО2+2Сu BaO2+2Cu

Figure 00000001
BaCu2O2 BaCu2O2 или используют BaCu2O2, полученный термическим отжигом в вакууме смеси ВаО и Cu2O при 800оС в течение 20 ч.As the starting components, powders of the corresponding compounds of yttrium, barium and copper of the grade "hch" or "osch" are used. Barium cuprate composition BaCuO 2 was prepared by thermal annealing of a mixture of BaCO3 and CuO at 850 ° C barium cuprate BaCu 2 O 2 composition was prepared in the combustion mode from a mixture of BaO, BaO 2Su 2 + 2 + 2Cu
Figure 00000001
BaCu 2 O 2 BaCu 2 O 2 or use BaCu 2 O 2 obtained by thermal annealing in vacuum of a mixture of BaO and Cu 2 O at 800 о С for 20 hours

При этом достижение цели с максимальным результатом наблюдается при использовании BaCu2O2, полученного в режиме горения (см. таблицу).Moreover, the achievement of the goal with the maximum result is observed when using BaCu 2 O 2 obtained in the combustion mode (see table).

П р и м е р 1. Готовят 100 г смеси из Y-Ba и Сu - содержащих компонентов, в качестве которых берут оксид иттрия и Ba-Cu - содержащий компонент, в качестве которого используют смесь купратов бария состава BaCu2O2 и BaCuO2 при соотношении 1/2M Y2O3+1MBaCu2O2+1M BaCuO2, обеспечивающих соотношение Y: Ba: Cu в целевом продукте, равном 1: 2: 3, при этом BaCu2O2 получен в режиме горения. Смесь прессуют в виде заготовки, помещают в муфельную печь и при температуре 860оС выдерживают в течение 30 мин в атмосфере кислорода. После охлаждения получают компакт черного цвета, состав которого YBa2Cu3O7-б. Температура начала перехода полученного материала в сверхпроводящее состояние 98 К, То = 94 К.PRI me R 1. Prepare 100 g of a mixture of Y-Ba and Cu - containing components, which are taken as yttrium oxide and Ba-Cu - containing component, which is used as a mixture of barium cuprates of composition BaCu 2 O 2 and BaCuO 2 at a ratio of 1 / 2M Y 2 O 3 + 1MBaCu 2 O 2 + 1M BaCuO 2 , providing a Y: Ba: Cu ratio in the target product of 1: 2: 3, while BaCu 2 O 2 was obtained in the combustion mode. The mixture was compressed into a billet placed in a muffle furnace at a temperature of 860 ° C kept for 30 minutes in an oxygen atmosphere. After cooling, a black compact is obtained, the composition of which is YBa 2 Cu 3 O 7-b . The temperature at which the material obtained begins to transition to the superconducting state is 98 K, T o = 94 K.

Результаты примера 1 и другие примеры способа представлены в таблице с указанием составов компонентов шихты, режимов синтеза. The results of example 1 and other examples of the method are presented in the table indicating the composition of the components of the mixture, the synthesis modes.

Материалы, полученные по всем примерам имеют состав LnBa2Cu3O7-б, однородную структуру, температуру начала перехода в сверхпроводящее состояние не ниже 95-98 К, То= 91-94 К и высокое содержание сверхпроводящей фазы (80-100% ) и равномерное ее распределение по образцу. (56) 1. Заявка РСТ/US 88/01659, опубл. 088/09312, С 04 В 35/50, 1988 г.The materials obtained in all examples have the composition of LnBa 2 Cu 3 O 7-b , a homogeneous structure, the temperature at which the transition to the superconducting state begins is not lower than 95-98 K, T о = 91-94 K and a high content of the superconducting phase (80-100% ) and its uniform distribution over the sample. (56) 1. Application PCT / US 88/01659, publ. 088/09312, C 04 B 35/50, 1988

2. Сhoy Jin-Ho, Choe Won-Jaend e. a. "Preparation of 90K superconductor JBa2Cu307-б via oxide precursors BaCuO2 and J2Cu2O5 "Mater. Res. Bull".2. Сhoy Jin-Ho, Choe Won-Jaend ea "Preparation of 90K superconductor JBa 2 Cu 3 0 7-b via oxide precursors BaCuO 2 and J 2 Cu 2 O 5 " Mater. Res. Bull. "

3. Заявка ФРГ N 3817319 А1, С 04 В 35/50, 1988 г. 3. Application of Germany N 3817319 A1, C 04 B 35/50, 1988

Claims (2)

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНОГО СВЕРХПРОВОДНИКА формулы
LnBa2Cu3Ox,
где Ln - Y, Gd, Sm, Eu, Dy, Ho,
путем перемешивания компонентов и последующей термической обработки полученной смеси в кислородсодержащей атмосфере, отличающийся тем, что, с целью увеличения критической температуры и получения материала с высоким содержанием сверхпроводящей фазы и однородной структурой, в качестве Ba - Cи-содержащего компонента используют смесь купрата бария BaCu2O2 с купратом бария BaCuO2 или оксидом меди и оксидом, или пероксидом, или нитратом, или карбонатом бария, а термообработку проводят при 860 - 900oС.METHOD FOR PRODUCING A HIGH-TEMPERATURE SUPERCONDUCTOR FORMULAS
LnBa 2 Cu 3 O x ,
where Ln - Y, Gd, Sm, Eu, Dy, Ho,
by mixing the components and subsequent heat treatment of the resulting mixture in an oxygen-containing atmosphere, characterized in that, in order to increase the critical temperature and obtain a material with a high content of superconducting phase and a homogeneous structure, a mixture of barium cuprate BaCu 2 O is used as a Ba - C-containing component 2 with barium cuprate BaCuO 2 or copper oxide and oxide, or peroxide, or nitrate, or barium carbonate, and heat treatment is carried out at 860 - 900 o C. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве Ln-содержащего компонента используют соединения из ряда: Ln2Cu2O5, Ln2(CO3)3, Ln2O3, Ln(NO3)3.2. The method according to p. 1, characterized in that as the Ln-containing component using compounds from the series: Ln 2 Cu 2 O 5 , Ln 2 (CO 3 ) 3 , Ln 2 O 3 , Ln (NO 3 ) 3 .
SU4896219 1990-12-28 1990-12-28 Method of high-temperature superconductor preparing RU2010782C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU4896219 RU2010782C1 (en) 1990-12-28 1990-12-28 Method of high-temperature superconductor preparing

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU4896219 RU2010782C1 (en) 1990-12-28 1990-12-28 Method of high-temperature superconductor preparing

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2010782C1 true RU2010782C1 (en) 1994-04-15

Family

ID=21551951

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU4896219 RU2010782C1 (en) 1990-12-28 1990-12-28 Method of high-temperature superconductor preparing

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2010782C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2761855C1 (en) * 2021-07-21 2021-12-13 Общество с ограниченной ответственностью "С-Инновации" Flexible high-temperature superconductor and method for its production

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2761855C1 (en) * 2021-07-21 2021-12-13 Общество с ограниченной ответственностью "С-Инновации" Flexible high-temperature superconductor and method for its production

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5047391A (en) Process for producing a high-temperature superconductor and also shaped bodies composed thereof
US4898851A (en) Process for making 90 k superconductors using a spray dried oxalate precursor
JP3249441B2 (en) Superconductor manufacturing method
US4861753A (en) Process for making superconductors using barium nitrate
RU2010782C1 (en) Method of high-temperature superconductor preparing
US5317008A (en) Method of manufacturing bismuth type oxide superconductor
US5064808A (en) Method of manufacturing oxide superconductors using self-propagating high-temperature synthesis
US5270292A (en) Method for the formation of high temperature semiconductors
US4876240A (en) Processes for the preparation of copper oxide superconductors
Goretta et al. Processing TiBa2Ca2Cu3Ox powders
HUT52646A (en) Method for making super-conducting substance with critical temperature of 90 kelvin grades
US5079217A (en) Process for preparing homogenous superconductors by heating in a nitrogen dioxide containing atmosphere
Shao et al. Synthesis and X-ray powder diffraction analysis of the high-Tc superconductor HgBa2Ca2Cu3O8+ δ
RU2029751C1 (en) Method of preparing of high-temperature superconductive ceramic on the basis of bismuth-strontium-calcium cuprate
RU2044369C1 (en) Process of manufacture of superconducting oxide material of system bi-sr-ca-cu(li)-0
Tirumala et al. Effects of stoichiometric variation and cooling rate on the phase formation and critical current density of Bi-2223 powder-in-tube tapes made from aerosol precursor
JPH04275920A (en) Bi-sr-ca-cu-o high temperature superconductor and method for production thereof
RU2091880C1 (en) Method for producing high-temperature superconducting parts
Golden et al. The extrusion of continuous lengths of YBa2Cu3O7− x wire using hydroxypropyl methylcellulose
JP3115357B2 (en) Manufacturing method of oxide superconducting material
JPH0624825A (en) Cast compound for ceramic green tape
Sastry et al. Synthesis and Processing of Doped Hg 1 Ba 2 Ca 2 Cu 3 O y Superconductors
JPH02217316A (en) High-temperature superconductive material and its manufacture
EP0445138B1 (en) Process for preparing homogeneous high temperature superconductors
RU2058220C1 (en) Bismuth super conductive material treatment method