RU2442749C1 - Способ получения сверхпроводящего соединения кальций-фосфор-кислород - Google Patents
Способ получения сверхпроводящего соединения кальций-фосфор-кислород Download PDFInfo
- Publication number
- RU2442749C1 RU2442749C1 RU2010122527/05A RU2010122527A RU2442749C1 RU 2442749 C1 RU2442749 C1 RU 2442749C1 RU 2010122527/05 A RU2010122527/05 A RU 2010122527/05A RU 2010122527 A RU2010122527 A RU 2010122527A RU 2442749 C1 RU2442749 C1 RU 2442749C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- calcium
- sample
- temperature
- superconducting
- pressure
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
- Y02E40/60—Superconducting electric elements or equipment; Power systems integrating superconducting elements or equipment
Landscapes
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
- Containers, Films, And Cooling For Superconductive Devices (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области химической технологии, а именно к получению новых сверхпроводящих соединений в области высоких давлений от 17 ГПа до 160 ГПа. Проводят синтез механической смеси кальция с оксидом фосфора Р2O5 или кальция с фосфатом кальция Са2(РO4)2. Смеси кальция с оксидом фосфора и кальция с фосфатом кальция имеют мольное отношение 1:1. Синтез проводят под давлением 65 ГПа в течение 3-5 мкс и температуре 800 K в ампуле сохранения с охранным кольцом, выполненными из нержавеющей стали. Способ позволяет получать соединение, содержащее кальций и имеющее более высокую температуру перехода в сверхпроводящее состояние, чем кальций, при снятом давлении. 3 ил.
Description
Изобретение относится к области химической технологии, а именно к получению новых сверхпроводящих соединений в области высоких давлений от 17 ГПа до 160 ГПа.
Из уровня техники известно, что фосфор в области давлений 17-26 ГПа переходит в сверхпроводящее состояние при температуре 5,8 K [N.B.Brandt et al., Superconductivity of phosphorus at high pressures, JETP Lett., 1968, v.7, p.323]. Давление в камере с веществом создается с помощью алмазных наковален, а регистрация сверхпроводящего перехода производится непосредственно в камере под давлением. Способ достижения сверхпроводимости в металлическом кальции под давлением 161 ГПа [Т.Yabuuchi et al., Superconductivity of Ca exceeding 25K at megabar pressure. J. Phys. Soc. Jap., 2006, v.75, No.8, p.083703 (1-3).] состоит в использовании очень высоких давлений. К сожалению, температура сверхпроводящего перехода оказывается недостаточно высокой, чтобы говорить о прикладных перспективах, тем более что измерения температуры сверхпроводящего перехода производились без снятия давления. Сведений о сверхпроводящих соединениях, в состав которых входили бы одновременно кальций, фосфор и кислород, вообще обнаружить не удалось.
Техническая задача - создание соединения, содержащего кальций наряду с фосфором и кислородом и имеющего более высокую температуру перехода в сверхпроводящее состояние, чем кальций, но при снятом давлении.
Это достигается тем, что сверхпроводящее соединение, содержащее кальций, фосфор и кислород и имеющее высокую температуру перехода в сверхпроводящее состояние, получают синтезом механической смеси кальция с оксидом фосфора P2O5 или смеси кальция с фосфатом кальция Са3(РO4)2 при мольном отношении 1:1, давлении 65 ГПа и температуре 800 K в течение 3-5 мкс в ампуле сохранения с охранным кольцом, выполненными из нержавеющей стали.
Сверхпроводник получают следующим образом (рис.1). Образец 1 смеси металлического кальция с оксидом фосфора или с фосфатом кальция в мольном соотношении 1:1 загружают в ампулу сохранения 2, изготовленную из нержавеющей стали. Ампулу сохранения 2 помещают в охранное кольцо 3, также изготовленное из нержавеющей стали, после чего ее подвергают высокому давлению 65 ГПа в течение 3-5 микросекунд ударно-волновым сжатием (ударным взрывом) с помощью металлического ударника 4 [А.N.Zhukov et al., Influence of shock-wave pressure up to 65 GPa on the crystal structure and superconducting properties of MgB2. High Pressure Research, 2009, v.29, p.414.]. В процессе ударно-волнового сжатия ампула сохранения 2 разогревается до температуры ~800 K, а содержимое ампулы сохранения 2 претерпевает механохимическую реакцию. После завершения процесса ударно-волнового сжатия ампулу сохранения 2 охлаждают до комнатной температуры, вскрывают, извлекают из нее образец 1, представляющий продукты реакции, и анализируют его сверхпроводящие свойства путем измерения температурных зависимостей магнитного момента образца с помощью СКВИД-магнетометра. На рис.2 и 3 представлены температурные зависимости нормированного на внешнее магнитное поле Н магнитного момента m/Н двух разных образцов, полученных из смеси кальция с фосфатом кальция и смеси кальция с оксидом фосфора. Зависимости (1), (2) и (3) соответствуют образцу, находящемуся в различных внешних магнитных полях в процессе измерения. Отклонение магнитного момента m/Н в область отрицательных значений (диамагнитное состояние) наблюдается при температуре Т<50 K, что свидетельствует о возникновении сверхпроводимости в образце при температуре Тc=50 K. Увеличение внешнего магнитного поля Н приводит к подавлению сверхпроводимости в образце (уменьшению диамагнитного сигнала от образца), что демонстрируется зависимостями (1), (2) и (3).
Описание поясняется рис.1, рис.2 и рис.3:
Рис.1. Схема эксперимента ударно-волнового сжатия образца. 1 - образец, 2 - ампула сохранения, 3 - охранное кольцо, 4 - металлический ударник.
Рис.2. Температурные зависимости нормированного на внешнее магнитное поле Н магнитного момента m/Н образца, полученного из смеси кальция с оксидом фосфора. Зависимости 1, 2 и 3 соответствуют образцу, находящемуся во внешних магнитных полях Н=30, 100 и 200 Э в процессе измерений, соответственно. Вертикальной стрелкой указана температура перехода образца в сверхпроводящее состояние Тc=50 K.
Рис.3. Температурные зависимости нормированного на внешнее магнитное поле Н магнитного момента m/Н образца, полученного из смеси кальция с фосфатом кальция. Зависимости 1, 2 и 3 соответствуют образцу, находящемуся во внешних магнитных полях Н=100, 200 и 300 Э в процессе измерений, соответственно. Вертикальной стрелкой указана температура перехода образца в сверхпроводящее состояние Тc=50 K.
Пример 1.
В ампулу сохранения 2 в форме диска помещали образец 1, представляющий собой механическую смесь металлического кальция с оксидом фосфора P2O5 в мольном соотношении 1:1, масса кальция - 1 г, масса оксида фосфора P2O5 - 3,55 г. Размеры образца: диаметр - 10 мм, высота - 1,5 мм. Размеры ампулы сохранения 2: диаметр - 45 мм, высота - 40 мм. Ампулу сохранения 2 помещали в охранное кольцо 3 диаметром 220 мм и высотой 40 мм. Указанную сборку помещали в установку ударно-волнового сжатия и подвергали воздействию давлением 65 ГПа, создаваемым ударно-волновым сжатием образца 1 с помощью металлического ударника 4 (ударным взрывом в течение 3-5 мкс). После этого ампулу сохранения 2 извлекали из охранного кольца 3, вскрывали, извлекали образец 1 полученного соединения состава СаРxОy и исследовали его сверхпроводящие свойства. Результаты измерения сверхпроводящих свойств полученного образца 1 приведены на рис.2.
Пример 2.
В ампулу сохранения 2 в форме диска помещали образец 1, представляющий механическую смесь металлического кальция с фосфатом кальция Са3(РO4)2 в мольном соотношении 1:1, масса кальция - 1 г, масса фосфата кальция Са3(РO4)2 - 7,75 г. Размеры образца 1: диаметр - 10 мм, высота - 1,5 мм. Размеры ампулы сохранения 2: диаметр - 45 мм, высота - 40 мм. Ампулу сохранения 2 помещали в охранное кольцо 3 диаметром 220 мм и высотой 40 мм. Указанную сборку помещали в установку ударно-волнового сжатия и подвергали воздействию давлением 65 ГПа, создаваемым ударно-волновым сжатием образца 1 с помощью металлического ударника 4 (ударным взрывом в течение 3-5 мкс). После этого ампулу сохранения 2 извлекали из охранного кольца 3, вскрывали, извлекали образец 1 полученного соединения состава СаРxОy и исследовали его сверхпроводящие свойства. Результаты измерения сверхпроводящих свойств полученного образца 1 приведены на рис.3
Таким образом, предлагаемые компоненты механохимической реакции и их сочетание позволяют получить новое соединение, переходящее в сверхпроводящее состояние при температуре ~50 K.
Claims (1)
- Способ получения сверхпроводящего соединения, содержащего кальций, фосфор и кислород и имеющего высокую температуру перехода в сверхпроводящее состояние, состоит в синтезе механической смеси кальция с оксидом фосфора Р2O5 или смеси кальция с фосфатом кальция Са3(РO4)2 при мольном отношении 1:1, давлении 65 ГПа и температуре 800 K в течение 3-5 мкс в ампуле сохранения с охранным кольцом, выполненными из нержавеющей стали.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010122527/05A RU2442749C1 (ru) | 2010-06-03 | 2010-06-03 | Способ получения сверхпроводящего соединения кальций-фосфор-кислород |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010122527/05A RU2442749C1 (ru) | 2010-06-03 | 2010-06-03 | Способ получения сверхпроводящего соединения кальций-фосфор-кислород |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2010122527A RU2010122527A (ru) | 2011-12-10 |
| RU2442749C1 true RU2442749C1 (ru) | 2012-02-20 |
Family
ID=45405198
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2010122527/05A RU2442749C1 (ru) | 2010-06-03 | 2010-06-03 | Способ получения сверхпроводящего соединения кальций-фосфор-кислород |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2442749C1 (ru) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2044369C1 (ru) * | 1992-07-16 | 1995-09-20 | Научно-исследовательский физико-химический институт им.Л.Я.Карпова | Способ получения сверхпроводящего оксидного материала системы bi-sr-ca-cu(li)-o |
| RU93028886A (ru) * | 1992-06-10 | 1996-11-20 | Хехст АГ | Способ изготовления высокотемпературного сверхпроводника и сформированных из него фасонных тел |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4218950A1 (de) * | 1992-06-10 | 1993-12-16 | Hoechst Ag | Verfahren zur Herstellung eines Hochtemperatursupraleiters und daraus gebildeter Formkörper |
-
2010
- 2010-06-03 RU RU2010122527/05A patent/RU2442749C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU93028886A (ru) * | 1992-06-10 | 1996-11-20 | Хехст АГ | Способ изготовления высокотемпературного сверхпроводника и сформированных из него фасонных тел |
| RU2044369C1 (ru) * | 1992-07-16 | 1995-09-20 | Научно-исследовательский физико-химический институт им.Л.Я.Карпова | Способ получения сверхпроводящего оксидного материала системы bi-sr-ca-cu(li)-o |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2010122527A (ru) | 2011-12-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Errandonea et al. | Combined Raman scattering and ab initio investigation of pressure-induced structural phase transitions in the scintillator ZnWO 4 | |
| Zhou et al. | Rapid analysis of organic compounds by proton-detected heteronuclear correlation NMR spectroscopy at 40 kHz magic-angle spinning | |
| Kozlenko et al. | Competition between ferromagnetic and antiferromagnetic ground states in multiferroic BiMnO 3 at high pressures | |
| Ohtaka et al. | Structural analysis of orthorhombic hafnia by neutron powder diffraction | |
| Liu et al. | High pressure X-ray diffraction study of SrMnO3 perovskite | |
| Ceppatelli et al. | High pressure reactivity of solid furan probed by infrared and Raman spectroscopy | |
| Yan et al. | p-Aminobenzoic acid polymorphs under high pressures | |
| Machon et al. | Eu 2 (MoO 4) 3 single crystal at high pressure: Structural phase transitions and amorphization probed by fluorescence spectroscopy | |
| Grell et al. | Electron paramagnetic resonance spectroscopy of bovine cobalt carbonic anhydrase B | |
| RU2442749C1 (ru) | Способ получения сверхпроводящего соединения кальций-фосфор-кислород | |
| Pesce et al. | Monitoring hydration in lime-metakaolin composites using electrochemical impedance spectroscopy and nuclear magnetic resonance spectroscopy | |
| Sekine et al. | Cubic Si6− zAlzOzN8− z (z= 1.8 and 2.8) spinels formed by shock compression | |
| Guan et al. | Pressure-induced amorphization and reactivity of solid dimethyl acetylene probed by in situ FTIR and Raman spectroscopy | |
| Löwen et al. | Vibron–phonon excitations in the molecular crystals N2, O2, and CO by Fourier transform infrared and Raman studies | |
| Chen et al. | Raman spectroscopy and X-ray diffraction studies on celestite | |
| Lee et al. | Raman-scattering study of the II-III phase transition in TlH 2 AsO 4 | |
| Lucazeau et al. | High‐pressure polarized Raman spectra of Gd2 (MoO4) 3: phase transitions and amorphization | |
| Schwartz et al. | Magnetic circular dichroism of the 4 A 1, 4 E region in the antiferromagnetics MnF2 and K2MnF4 | |
| Goldberg et al. | Electron spin resonance spectra of the 14NF3+. cntdot. and 15NF3+. cntdot. radical cations | |
| Sharma et al. | Relationship between density, refractive index and structure of B2O3 glasses at low and high pressures | |
| Pratt et al. | Electron paramagnetic resonance spectra of pyrrolidino and pyrrolino free radicals. Structure of dialkylamino radicals | |
| XIE et al. | Elastic Characteristics of Serpentinite Dehydration at High Pressure and its Significance | |
| Liu et al. | Correlating structure with mechanical properties in lithium borophosphate glasses | |
| Zhu et al. | Multistage growth of garnet fingerprints the behavior and property of metamorphic fluids in a Paleotethyan oceanic subduction zone | |
| Herber et al. | Synthesis, hyperfine interactions, and lattice dynamics of the intercalation compound (FeOCl (Kryptofix-21) 1/18 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20160604 |