RU2486161C2 - СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МАТЕРИАЛОВ НА ОСНОВЕ Y(ВахВе1-x)2Cu3O7-δ - Google Patents
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МАТЕРИАЛОВ НА ОСНОВЕ Y(ВахВе1-x)2Cu3O7-δ Download PDFInfo
- Publication number
- RU2486161C2 RU2486161C2 RU2010150893/03A RU2010150893A RU2486161C2 RU 2486161 C2 RU2486161 C2 RU 2486161C2 RU 2010150893/03 A RU2010150893/03 A RU 2010150893/03A RU 2010150893 A RU2010150893 A RU 2010150893A RU 2486161 C2 RU2486161 C2 RU 2486161C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- temperature
- particle size
- electrical properties
- wide range
- heat treatment
- Prior art date
Links
Landscapes
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
Abstract
Изобретение относится к способу получения материалов на основе сложного оксида Y(BaxBe1-x)2Cu3O7-δ с широким спектром электрических свойств от высокотемпературных сверхпроводников до полупроводников, которые могут быть использованы в микроэлектронике; электротехнике; энергетике, например для получения пленок методами нанесения покрытий и катодного распыления мишеней из этого материала; проводников тока второго поколения; терморезисторов. Способ включает получение смесей нитратов иттрия, бария, бериллия и меди, обеспечивающих соответствующие стехиометрические составы, с глицином, термообработку указанной смеси при температуре 500°С, при которой процесс сжигания обеспечивает синтез и разрыхление получаемого конечного продукта: нанопорошка с размером частиц 20-50 нм. Синтезированный порошок термообрабатывают при температуре 500-900°С, в результате чего он рекристаллизуется до размеров частиц 20 нм - 10 мкм. Преимуществом данного метода является: возможность однородного распределения материала по составу, приводящего к снижению эффекта неоднородной деформации образца при спекании и достижению широкого спектра электрических свойств сложного оксида Y(BaxBe1-x)2Cu3O7-δ, а также получения плотных сырцов керамики и слоев покрытий.
Description
Изобретение относится к способу получения материалов на основе сложного оксида Y(BaxBe1-x)2Cu3O7-δ с широким спектром электрических свойств от ВТСП до полупроводника, которые могут быть использованы в микроэлектронике; электротехнике; энергетике, например для получения пленок методами нанесения покрытий и катодного распыления мишеней из этого материала; проводников тока второго поколения; терморезисторов, а также других компонентов электронной техники.
Известны способы [1-7] получения материалов на основе сложных оксидов, в том числе керамики и покрытий из этих материалов с различными электрическими свойствами. Основными недостатками этих способов, как получения объемных материалов, так и тонких покрытий, являются использование высоких давлений, многостадийность и неполная растворимость отдельных соединений [1], необходимость длительного упаривания раствора и неоднородность получаемого продукта [2], сложность достижения стехиометрии по катионам (1:2:3) ввиду того, что оксалаты соответствующих элементов растворяются при различных pH [3, 4], необходимость промежуточной механической обработки и высоких температур [5], сложности регулирования состава раствора для химического и электрохимического осаждения ответствующих покрытий и необходимость многочасового термодиффузионного отжига при высоких температурах [6], большой размер частиц порошка [7], что не обеспечивает большую плотность керамических материалов и материала покрытий.
Кроме того, общим для всех получаемых материалов недостатком является то, что они обладают узким спектром электрических свойств.
Из известных способов получения материалов с широким спектром электрических свойств от ВТСП до полупроводника наиболее близкими по технической сущности являются материалы, описанные в [8, 9], на основе Y(BaxBe1-x)2Cu3O7-δ, где 0<x<1.
Основным и общим недостатками способов получения материалов на основе сложного оксида Y(BaxBe1-x)2Cu3O7-δ, описанных в [8, 9], является высокая дисперсность 1-10 мкм, неоднородность по составу зерен предварительно синтезированного порошка на основе соединений Y(BaxBe1-x)2Cu3O7-δ, из которого спекаются керамические материалы и покрытия, что не обеспечивает большую плотность при сравнительно низких температурах и приводит к неконтролируемым механическим напряжениям и растрескиванию образцов при спекании и отжиге.
Задача предлагаемого изобретения - получение плотных и однородных материалов с широким спектром электрических свойств на основе сложного оксида Y(BaxBe1-x)2Cu3O7-δ для изготовления компонентов электронной техники, энергетики и др.
Техническим результатом изобретения является то, что он позволяет изготавливать плотные и однородные керамические материалы, в том числе многослойные, с различными электрическими свойствами в каждом слое, на основе соединений Y(BaxBe1-x)2Cu3O7-δ, путем компактирования порошков различной дисперсности от 20 нм до 10 мкм, полученных методом сочетания химической технологии осаждения из растворов нитратов соответствующих металлов с использованием органического соединения глицина и термической обработкой от 500°С до 900°С.
Способ получения материалов на основе соединений Y(BaxBe1-x)2Cu3O7-δ, где 0≤x≤1, включающих термическое воздействие для синтеза соответствующих оксидов, отличающийся тем, что получают смеси нитратов иттрия, бария, бериллия и меди, которые обеспечивают соответствующие стехиометрические составы, с глицином, затем проводят термообработку указанной смеси, при которой процесс сжигания обеспечивает синтез при температуре 500°С и разрыхление получаемого конечного продукта; при этом получают нанопорошок с размером частиц 20-50 нм и проводят последующую термообработку порошка при температуре 500°С-900°С, в результате чего он рекристаллизуется до размеров частиц 20 нм - 10 мкм.
Нанопорошки размерами частиц ~20 нм получаются методом термообработки смесей солей иттрия, бария, бериллия и меди, обеспечивающих соответствующие стехиометрические составы, с органическим веществом - глицином, который легко и полностью сгорает и не вносит загрязнений в получаемый продукт. В процессе сжигания происходит выделение большого количества газообразных продуктов, что обеспечивает перемешивание исходных компонентов в процессе синтеза и разрыхление получаемого конечного продукта. Нанопорошки образуют агломераты в виде трубок и фигур, близких к сферам и эллипсоидам с ячеистой структурой из наночастиц размерами 20÷50 нм такой же формы. Фрактальность наблюдается в пределах каждого агломерата. Согласно рентгеноструктурным исследованиям наночастицы большей частью представляют собой кристаллическую фазу соответствующих оксидов, образующих соединение Y(BaxBe1-x)2Cu3O7-δ. По мере нагревания этих порошков, они рекристаллизуются в результате самосборки и образуют фазы соответствующих оксидов Y(BaxBe1-x)2Cu3O7-δ.
Нанопорошки с такими размерами (20-50 нм) плохо прессуются вследствие высокой текучести и образуют агломераты, которые, в свою очередь, затрудняют растворение и образование однофазных суспензий из этого порошка для получения плотных материалов.
С целью получения плотных материалов порошки подвергаются термической обработке при заданном интервале 500-900°С, в результате чего они рекристаллизуются до необходимых размеров. Порошки различных размеров от 20 нм до 10 мкм смешиваются в соотношениях, обеспечивающих минимальную насыпную плотность. Для исключения расслоения порошков порошок насыпается в пресс-форму или сосуд, в котором получают суспензию, в порядке снижения размеров частиц для последовательного заполнения пор между частицами. Текучесть при прессовании обеспечивается жидкостью, испаряющейся без остатка при сушке и спекании.
Такой способ получения материалов на основе оксида Y(BaxBe1-x)2Cu3O7-δ позволяет:
1) получать плотные сырцы керамики и слои покрытий за счет снижения насыпной плотности;
2) снизить эффект неоднородной деформации образца при спекании за счет однородного распределения материала по составу и дисперсности;
3) обеспечить однородное распределение добавок порошка ВТСП в материал с высоким омическим сопротивлением при изготовлении терморезисторов различного омического сопротивления;
4) получать материалы при сравнительно низких температурах синтеза ~ 500°С и спекания ~ 900°С.
Из вышесказанного следует, что предлагаемый способ получения материалов на основе сложных оксидов Y(BaxBe1-x)2Cu3O7-δ с широким спектром электрических свойств соответствует условиям патентоспособности.
Литература
1. Можаев А.П., Першин В.Н., Шабатин В.П. Методы синтеза высокотемпературных сверхпроводников. Журнал Всесоюзного химического общества им. Д.И. Менделеева, 1989, т.34, N4, с.504-508.
2. Punn В., Chu СТ. Zhon L.W. et al., Properties of Superconductivins oxide prepared by the amorphons citrate process, Adv. Ceram. Mater., 1987, 2, N 3B, pp.343-352.
3. Wang X.Z., Henry M., Livage J., Rosenman I. The Oxalate Route to Superconductors YBa2Cu3. Solid State Commun., 64, 881-883 (1987).
4. Патент №2019509 (Россия) от 15.09.1994, кл. C01F 17/00, «Способ получения иттрий-барий-медь оксида». Данилов В.П., Краснобаева О.Н., Носова Т.А., Кудинов И.Б., Кецко В.А., Новоторцев В.М., Филатов А.В., Волков Е.А.
5. Патент №1830396 от 23.03.89 г. «Способ получения сверхпроводящих керамических покрытий типа купратов с перовскитной структурой». Рычагов А.В., Ипатов Ю.П., Дозорцев В.Е., Сытников В.Е., Яшнов В.И.
6. Методы получения наноразмерных материалов. Курс лекций. Екатеринбург, 2007 http://elar.usu.ru/bitstream/1234.56789/1316/6/1324735_lectures.pdf.
7. Патент №2383495 от 12.12.2007 г. «Способ получения сложных металлов». Остроушко А.А.
8. Патент №2109712; рег. 27.04.98. «Сверхпроводящий оксидный материал». Палчаев Д.К., Мурлиева Ж.Х., Чакальский Б.К. и др.
9. Патент №2279729; рег. 10.06.2006. «Полупроводниковый керамический материал». Палчаев Д.К., Мурлиев А.К.
Claims (1)
- Способ получения материалов на основе соединений Y(ВахВе1-x)2Cu3O7-δ, где 0≤x≤1, включающий термическое воздействие для синтеза соответствующих оксидов, отличающийся тем, что получают смеси нитратов иттрия, бария, бериллия и меди, которые обеспечивают соответствующие стехиометрические составы, с глицином, затем проводят термообработку указанной смеси, при которой процесс сжигания обеспечивает синтез при температуре 500°С и разрыхление получаемого конечного продукта; при этом получают нанопорошок с размером частиц 20-50 нм и проводят последующую термообработку порошка при температуре 500-900°С, в результате чего он рекристаллизуется до размеров частиц 20 нм - 10 мкм.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010150893/03A RU2486161C2 (ru) | 2010-12-13 | 2010-12-13 | СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МАТЕРИАЛОВ НА ОСНОВЕ Y(ВахВе1-x)2Cu3O7-δ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010150893/03A RU2486161C2 (ru) | 2010-12-13 | 2010-12-13 | СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МАТЕРИАЛОВ НА ОСНОВЕ Y(ВахВе1-x)2Cu3O7-δ |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2010150893A RU2010150893A (ru) | 2012-06-20 |
RU2486161C2 true RU2486161C2 (ru) | 2013-06-27 |
Family
ID=46680660
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2010150893/03A RU2486161C2 (ru) | 2010-12-13 | 2010-12-13 | СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МАТЕРИАЛОВ НА ОСНОВЕ Y(ВахВе1-x)2Cu3O7-δ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2486161C2 (ru) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2556181C2 (ru) * | 2013-10-30 | 2015-07-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "ДАГЕСТАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ" | Способ получения однофазного нанопорошка феррита висмута |
RU2601073C1 (ru) * | 2015-06-02 | 2016-10-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "ДАГЕСТАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ" | Способ получения высокотемпературной сверхпроводящей керамики |
RU2680427C2 (ru) * | 2014-02-14 | 2019-02-21 | Эвоник Дегусса Гмбх | Композиция для покрытия, способ ее получения и применение |
RU2690254C1 (ru) * | 2018-07-04 | 2019-05-31 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное объединение "ПАРМАСОРБ" (ООО "НПО "ПАРМАСОРБ") | Способ кондиционирования буровых шламов |
RU2756135C1 (ru) * | 2021-02-12 | 2021-09-28 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "ДАГЕСТАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ" | Технология создания магнитоуправляемого мемристора на основе нанотрубок диоксида титана |
RU2761338C1 (ru) * | 2021-02-12 | 2021-12-07 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "ДАГЕСТАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ" | Полупроводниковый наноструктурированный керамический материал |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0306974A2 (en) * | 1987-09-11 | 1989-03-15 | W.R. Grace & Co.-Conn. | Method for manufacture of high-temperature superconducting materials |
RU2030817C1 (ru) * | 1991-03-14 | 1995-03-10 | Научно-исследовательский институт "Домен" | СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНЫХ КЕРАМИЧЕСКИХ ПОКРЫТИЙ СОСТАВА YBa2Cu3O7-δ |
RU2058958C1 (ru) * | 1992-05-15 | 1996-04-27 | Институт неорганической химии СО РАН | Способ получения высокотемпературной сверхпроводящей керамики |
RU2109712C1 (ru) * | 1995-10-04 | 1998-04-27 | Дагестанский государственный университет | Сверхпроводящий оксидный материал |
RU2279729C2 (ru) * | 2004-03-31 | 2006-07-10 | Дагестанский государственный университет | Полупроводниковый керамический материал |
US20090250850A1 (en) * | 2008-04-03 | 2009-10-08 | Wilfred Wayne Wilson | Process for preparing advanced ceramic powders using onium dicarboxylates |
-
2010
- 2010-12-13 RU RU2010150893/03A patent/RU2486161C2/ru not_active Application Discontinuation
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0306974A2 (en) * | 1987-09-11 | 1989-03-15 | W.R. Grace & Co.-Conn. | Method for manufacture of high-temperature superconducting materials |
RU2030817C1 (ru) * | 1991-03-14 | 1995-03-10 | Научно-исследовательский институт "Домен" | СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНЫХ КЕРАМИЧЕСКИХ ПОКРЫТИЙ СОСТАВА YBa2Cu3O7-δ |
RU2058958C1 (ru) * | 1992-05-15 | 1996-04-27 | Институт неорганической химии СО РАН | Способ получения высокотемпературной сверхпроводящей керамики |
RU2109712C1 (ru) * | 1995-10-04 | 1998-04-27 | Дагестанский государственный университет | Сверхпроводящий оксидный материал |
RU2279729C2 (ru) * | 2004-03-31 | 2006-07-10 | Дагестанский государственный университет | Полупроводниковый керамический материал |
US20090250850A1 (en) * | 2008-04-03 | 2009-10-08 | Wilfred Wayne Wilson | Process for preparing advanced ceramic powders using onium dicarboxylates |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2556181C2 (ru) * | 2013-10-30 | 2015-07-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "ДАГЕСТАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ" | Способ получения однофазного нанопорошка феррита висмута |
RU2680427C2 (ru) * | 2014-02-14 | 2019-02-21 | Эвоник Дегусса Гмбх | Композиция для покрытия, способ ее получения и применение |
RU2601073C1 (ru) * | 2015-06-02 | 2016-10-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "ДАГЕСТАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ" | Способ получения высокотемпературной сверхпроводящей керамики |
RU2690254C1 (ru) * | 2018-07-04 | 2019-05-31 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное объединение "ПАРМАСОРБ" (ООО "НПО "ПАРМАСОРБ") | Способ кондиционирования буровых шламов |
RU2756135C1 (ru) * | 2021-02-12 | 2021-09-28 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "ДАГЕСТАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ" | Технология создания магнитоуправляемого мемристора на основе нанотрубок диоксида титана |
RU2761338C1 (ru) * | 2021-02-12 | 2021-12-07 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "ДАГЕСТАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ" | Полупроводниковый наноструктурированный керамический материал |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2010150893A (ru) | 2012-06-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Sotelo et al. | Improvement of thermoelectric properties of Ca3Co4O9 using soft chemistry synthetic methods | |
Liu et al. | Ultrafast synthesis of entropy-stabilized oxide at room temperature | |
RU2486161C2 (ru) | СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МАТЕРИАЛОВ НА ОСНОВЕ Y(ВахВе1-x)2Cu3O7-δ | |
Kahraman et al. | Enhancement of mechanical and thermoelectric properties of Ca3Co4O9 by Ag addition | |
Boston et al. | Reactive intermediate phase cold sintering in strontium titanate | |
Darsono et al. | Effects of the sintering conditions on the structural phase evolution and TC of Bi 1.6 Pb 0.4 Sr 2 Ca 2 Cu 3 O 7 prepared using the citrate sol–gel method | |
Yao et al. | Stable cubic crystal structures and optimized thermoelectric performance of SrTiO 3-based ceramics driven by entropy engineering | |
Delorme et al. | Low intrinsic thermal conductivity of Spark Plasma Sintered dense KNbO3 and NaNbO3 perovskite ceramics | |
Liou et al. | Synthesis of Ca3Co4O9 and CuAlO2 ceramics of the thermoelectric application using a reaction-sintering process | |
de Beauvoir et al. | Synthesis, sintering by Cool-SPS and characterization of A 2 Cu (CO 3) 2 (A= K, Na): Evidence for multiferroic and magnetoelectric cupricarbonates | |
Si et al. | Improving the energy storage performance of 0.88 (Bi0. 4Ba0. 2Na0. 2K0. 2) TiO3–0.12 Sr (Mg1/3Nb2/3) O3 high-entropy relaxor ceramics by AlN doping | |
Lei et al. | Synthesis of (1− x) ZnAl2O4–xTiO2 microwave dielectric ceramics by molten-salt process | |
Shi et al. | Effect of perovskite template seeds on microstructures and thermoelectric properties of Ca0. 87Ag0. 1Dy0. 03MnO3 ceramics | |
Motohashi et al. | Fabrication and thermoelectric characteristics of [(Bi, Pb) 2Ba2O4±w] 0.5 CoO2 bulks with highly aligned grain structure | |
Saini et al. | Electrical properties of BaZrO3 ceramic synthesized by flash pyrolysis process | |
Rasekh et al. | Effect of synthetic methods on the thermoelectrical properties of textured Bi2Ca2Co1. 7Ox ceramics | |
Putri et al. | Electrical conductivity enhancement of doped-SrO/SrTiO3 Ruddlesden Popper phase prepared by molten salt method | |
Sotelo et al. | Effect of precursors on the microstructure and electrical properties of Bi 2 Ba 2 Co 2 O x | |
Vijay et al. | Liquid phase sintering of Nb doped SrTiO3-δ ceramics with enhanced thermoelectric figure of merit | |
JP2006176396A (ja) | Bi系酸化物超伝導体用の前駆材料および該材料を調製する方法 | |
Hong et al. | Microwave dielectric properties of Bi2 (Zn1/3Ta2/3) 2O7 polymorphs | |
Constantinescu et al. | Influence of Ca substitution by Mg on the Ca3Co4O9 performances | |
Xu et al. | Synthesis and characterization of ceramic (Sr1− xCax) 2 CuO3 | |
Diez et al. | High thermoelectric performances of Bi–AE–Co–O compounds directionally growth from the melt | |
Wang et al. | Poly (Vinylidene Fluoride)/Mg Doped CaCu3Ti4O12 Composites with Improved Dielectric Properties |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
FA92 | Acknowledgement of application withdrawn (lack of supplementary materials submitted) |
Effective date: 20120716 |
|
FZ9A | Application not withdrawn (correction of the notice of withdrawal) |
Effective date: 20120827 |