RU2058958C1 - Способ получения высокотемпературной сверхпроводящей керамики - Google Patents
Способ получения высокотемпературной сверхпроводящей керамики Download PDFInfo
- Publication number
- RU2058958C1 RU2058958C1 SU5042282A RU2058958C1 RU 2058958 C1 RU2058958 C1 RU 2058958C1 SU 5042282 A SU5042282 A SU 5042282A RU 2058958 C1 RU2058958 C1 RU 2058958C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- temperature
- granules
- production
- ammonia
- grinding
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
Abstract
Использование: в порошковой металлургии, в частности в технологии получения высокотемпературной сверхпроводящей керамики. Сущность изобретения: исходные компоненты смешивают и измельчают в водном растворе, содержащем 2 - 10 % глицерина и 2 - 10 % аммиака при соотношении массы исходных компонентов к раствору, равном 1: (0,3 - 0,4), гранулируют и проводят термообработку гранул слоем 5 - 10 мм при 6 - 10 град/мин с выдержкой более 10 мин. Положительный эффект: температура перехода Tк = 90 - 92 К, ΔTк= 1-2 K, плотность тока 50 - 100 А/см2.
Description
Изобретение относится к получению керамических составов и касается получения методом порошковой технологии высокотемпературной сверхпроводящей керамики.
Известно несколько способов получения высокотемпературной сверхпроводящй керамики (ВТСПК).
Известен способ [1] по которому смесь исходных порошков, например Y2O3, ВаО, СuO и др. прокаливают, предпочтительно в среде кислорода, затем измельчают с использованием органических растворителей, например спиртов, кетонов, и сушат на воздухе так, чтобы содержание органического растворителя в ВТСПК было ≅1%
Известны также способы [2 и 3] получения ВТСПК из смеси Y2O3, СuO, BaCO3, в которых синтез проводят в восстановительной среде с использованием инертной и защитной сред. С целью ускорения реакции синтеза чередуют восстановительную и окислительную среды. Рентгенофазовый анализ показывает, что наряду с непрореагировавшими исходными материалами в равных количествах содержатся сверхпроводящие и непроводящие фазы. После синтеза порошки тщательно смешивают, прессуют и спекают. После синтеза спек имеет черный цвет, характерный для ВТСП.
Известны также способы [2 и 3] получения ВТСПК из смеси Y2O3, СuO, BaCO3, в которых синтез проводят в восстановительной среде с использованием инертной и защитной сред. С целью ускорения реакции синтеза чередуют восстановительную и окислительную среды. Рентгенофазовый анализ показывает, что наряду с непрореагировавшими исходными материалами в равных количествах содержатся сверхпроводящие и непроводящие фазы. После синтеза порошки тщательно смешивают, прессуют и спекают. После синтеза спек имеет черный цвет, характерный для ВТСП.
Наиболее близким к изобретению по техническому решению является способ изготовления оксидного сверхпроводника [4] где проводится смешивание компонентов в спирте, гранулирование шихты, синтез спека при 925-950оС с выдержкой при максимальной температуре в течение 1,5-2,0 ч.
Недостатком этих технических решений являются:
использование вакуумного или водородного оборудования, что значительно удорожает технологический процесс;
применение легковоспламеняющихся веществ, в частности спиртов, повышает пожароопасность производства. Кроме того, при использовании спиртов исключается возможность образования гидратов, а следовательно, и прочных связей между ингредиентами за счет гидратной оболочки на поверхности зерен. В дальнейшем при испарении спиртов гранулы рассыпаются, что приводит к снижению скорости твердофазных химических реакций образования ВТСПК и поэтому требует длительной выдержки при максимальной температуре;
длительная выдержка при максимальной температуре приводит к получению инертного порошка, ухудшающего процесс плотного спекания изделий, при этом выход сверхпроводящей фазы (СП) в гранулах (таблетках) и рассыпанных порошках существенно различен. Кроме того, разная степень спеченности гранул и рассыпанных порошков не способствует получению оптимальной гранулометрии при помоле спека.
использование вакуумного или водородного оборудования, что значительно удорожает технологический процесс;
применение легковоспламеняющихся веществ, в частности спиртов, повышает пожароопасность производства. Кроме того, при использовании спиртов исключается возможность образования гидратов, а следовательно, и прочных связей между ингредиентами за счет гидратной оболочки на поверхности зерен. В дальнейшем при испарении спиртов гранулы рассыпаются, что приводит к снижению скорости твердофазных химических реакций образования ВТСПК и поэтому требует длительной выдержки при максимальной температуре;
длительная выдержка при максимальной температуре приводит к получению инертного порошка, ухудшающего процесс плотного спекания изделий, при этом выход сверхпроводящей фазы (СП) в гранулах (таблетках) и рассыпанных порошках существенно различен. Кроме того, разная степень спеченности гранул и рассыпанных порошков не способствует получению оптимальной гранулометрии при помоле спека.
Сущность изобретения заключается в следующем.
Смесь исходных оксидных и карбонатных соединений, взятых в стехиометрическом соотношении для получения купратной ВТСПК, перемешивают и измельчают в воде с добавлением 2-10% аммиака и 2-10% глицерина. Соотношение материала и водного раствора (М-В) равно 1:(0,3-0,4).
Добавка аммиака и глицерина улучшает смачивание порошков исходных материалов, исключает образование агломератов повышает устойчивость суспензии.
Предлагаемая концентрация раствора 30-40% по массе обеспечивает равномерное смачивание и перемешивание порошков.
Водная среда одновременно способствует некоторой гидратации оксидов, и образованию прочных связей компонентов. Все это обеспечивает получение однородных достаточно прочных гранул при протирке шихты через сито и ее хранении. Гранулированная масса (гранулы 1,5-2 мм) насыпается слоем 10 мм и обжигается на спек (синтезируется) со скоростью подъема температуры 5-10оС/мин и выдержке при максимальной температуре 10 мин. Присутствие влаги ускоряет процессы химического взаимодействия и обеспечивает возможность снижения времени выдержки при максимальной температуре. Обжиг в указанных режимах обеспечивает получение мелкозернистого химически активного полуфабриката спека, однородного во всем объеме и содержащего 75-90% СП фазы. Снижение длительности изотермической выдержки сокращает длительность процесса обжига в несколько раз и позволяет, в сочетании с высокой скоростью подъема температуры, использовать для синтеза спека промышленные конвейерные печи типа "Огнеупор", СК 11/16, QA-41 и др. Это обеспечивает воспроизводимость показателей качества спека как по всему объему партии единовременного изготовления, так и последующих партий синтеза.
Способ получения ВТСПК был опробирован в лабораторных условиях.
П р и м е р 1. Исходные порошки, взятые в следующих количествах, мас. Y2O3 15,1; BaCO3 52,8; CuO 32,1, загружались в вибромельницу с фторопластовым барабаном. В барабан добавляли 40% водного раствора, содержащего 2% глицерина и 2% аммиака. В качестве мелющих тел использовали медные цилиндры диаметром 7-8 мм и длиной 8-10 мм. Соотношение массы шары равно 1:1. Время перемешивания 1 ч, при этом достигалась дисперсность порошка 1-2 мкм. Масса подвяливалась (подсушивалась) до влажности ≈ 10% и протиралась на гранулы через сито и с ячейками 2 мм. Гранулы насыпались в огнеупорные тигли слоем 10 мм и обжигались в конвейерной печи А-41 со скоростью подъема температуры 8оС/мин и выдержкой 10 мин при 950оС.
Полученный спек представляет собой равномерно окрашенные гранулы, темно-серого цвета, содержание СП фазы 75% (таблица, пример 1).
П р и м е р 2. Мокрый помол исходных компонентов, взятых в указанных количествах, проводился с добавлением 30% водного раствора, содержащего 10% аммиака и 10% глицерина. Условия помола, гранулирование спека аналогичны условиям примера 1. Обжиг спека проводился с выдержкой 50 мин, при 950оС. Характеристика спека приведена в таблице, пример 2.
П р и м е р 3. Исходные порошки, взятые в количествах, мас. V2O315,1; ВаСО3 52,8; CuO 32,1, загружались в вибромельницу с фторопластовым барабаном. В барабан добавляли 40% водного раствора, содержащего 2% глицерина и 2% аммиака. В качестве мелющих тел использовали медные цилиндры диаметром 7-8 мм и длиной 8-10 мм. Соотношение массы шары составляет 1 1. Время перемешивания 1 ч, при этом достигалась дисперсность порошка 1-2 мкм. Масса подвяливалась до влажности ≈10% и протиралась на гранулы через сито с ячейками 2 мм. Гранулы насыпались в огнеупорные тигли слоем 10 мм и обжигались в камерной печи со скоростью подъема температуры 6о С/мин и выдержкой 120 мин при 850оС. Полученный спек представляет собой равномерно окрашенные гранулы темно-серого цвета во всем объеме массы. Содержание СП фазы ≈55% Рентгенофазовый анализ фиксирует следы Y2O3, ВаСО3, СuО. Характеристика обожженных образцов: плотность 5,3 г/см3; СП фазы 95-98% Тс 90-92 К; ΔТс 1 К, Jk50-80 А/см2, Нk 1,0-1,3 мТ.
Изделия, изготовленные по предлагаемому способу, имеют следующие показатели: температура перехода Тk 90-92 К, ΔТk 1-2 Т; плотность тока 50-100 А/см2; экранирование от внешнего переменного магнитного поля 1,0-1,5 мТл.
Claims (1)
- СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНОЙ СВЕРХПРОВОДЯЩЕЙ КЕРАМИКИ из оксидных и карбонатных соединений иттрия, бария и меди путем смешивания и измельчения исходных компонентов в жидкой среде, гранулирования и термообработки шихты с изотермической выдержкой при максимальной температуре, отличающийся тем, что смешивание и измельчение проводят в водном растворе, содержащем 2 10% глицерина и 2 10% аммиака при соотношении массы исходных компонентов к раствору, равном 1 (0,3 0,4), а термообрабатывают гранулы слоем 5 10 мм при температуре 850 950oС, скорости подъема температуры 6 10 град/мин и выдержке ≥ 10 мин.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU5042282 RU2058958C1 (ru) | 1992-05-15 | 1992-05-15 | Способ получения высокотемпературной сверхпроводящей керамики |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU5042282 RU2058958C1 (ru) | 1992-05-15 | 1992-05-15 | Способ получения высокотемпературной сверхпроводящей керамики |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2058958C1 true RU2058958C1 (ru) | 1996-04-27 |
Family
ID=21604276
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU5042282 RU2058958C1 (ru) | 1992-05-15 | 1992-05-15 | Способ получения высокотемпературной сверхпроводящей керамики |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2058958C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2486161C2 (ru) * | 2010-12-13 | 2013-06-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Дагестанский государственный университет | СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МАТЕРИАЛОВ НА ОСНОВЕ Y(ВахВе1-x)2Cu3O7-δ |
-
1992
- 1992-05-15 RU SU5042282 patent/RU2058958C1/ru active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
1. Заявка Японии N 1264909, кл. C 01B 13/14, 1989. 2. Патент ГДР N 2811591, кл. C 04B 35/00, 1990. 3. Авторское свидетельство СССР N 1542306, кл. H 01B 12/00, 19.. 4. Плетнев П.М. и др. Получение высокотемпературной сверхпроводящей керамики. - Стекло и керамика, 1990, N 12, с.6-8. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2486161C2 (ru) * | 2010-12-13 | 2013-06-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Дагестанский государственный университет | СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МАТЕРИАЛОВ НА ОСНОВЕ Y(ВахВе1-x)2Cu3O7-δ |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5219829A (en) | Process and apparatus for the preparation of pulverulent metal oxides for ceramic compositions | |
HU210432B (en) | Improved process for making super conductors | |
EP0368895A1 (en) | Improved process for making 90 k superconductors | |
RU1838242C (ru) | Способ получени сверхпровод щего соединени | |
US4542110A (en) | Process for producing zirconium oxide sintered body | |
EP0390499B2 (en) | Process for producing bismuth-based superconducting material | |
RU2058958C1 (ru) | Способ получения высокотемпературной сверхпроводящей керамики | |
Varma et al. | Metal nitrate‐urea decomposition route for Y‐Ba‐Cu‐O powder | |
US5200390A (en) | Co-precipitation process for preparing superconductor powder | |
EP0366721A1 (en) | Improved process for making 90 k superconductors | |
CN1089751A (zh) | 制造超导体的方法及用超导体制备的产品 | |
RU2720427C1 (ru) | Способ получения огнеупорных изделий из керамического материала на основе ниобата калия-натрия | |
JPH02120214A (ja) | 窒化アルミニウム粉末の製造方法 | |
US5346538A (en) | Molding of sintered strontium/calcium indate and the use thereof | |
RU2028994C1 (ru) | Шихта для изготовления огнеупорных тиглей и подставок | |
EP0446552B1 (en) | Superconductive compounds and process for producing said compounds | |
RU1794057C (ru) | Способ получени сверхпровод щего соединени | |
JP2556096B2 (ja) | 超電導体の製造方法 | |
EP0524586A1 (en) | Process for the manufacture of powders for superconductive ceramic materials | |
RU2043858C1 (ru) | Способ получения шихты | |
EP0357683A1 (en) | Improved process for making 90 k superconductors | |
JP2648524B2 (ja) | セラミックス及びその製法 | |
RU2434809C1 (ru) | Способ получения порошков трисульфидов европия, лантаноидов и меди | |
Shelukar et al. | Batch rotary kiln calcination of YBaCuO precursor powders | |
JP2556095B2 (ja) | 超電導体の製造方法 |