SU1756945A1 - Сверхпровод щий композиционный материал - Google Patents

Abstract

Сверхпровод щий композиционный материал . Использование: дл  изготовлени  высокотемпературных сверхпровод щих материалов. Сущность изобретени : дл  повышени  механической прочности материала при сохранении его высокотемпературных сверхпровод щих свойств он содержит сверхпровод щее оксидное соединение состава У-|Ва2Сиз07-х 99,5-94,0 мае ч. и св зующее - олигометилсилсесквиоксан формулы о1)5 8- сн5$ю(он)2 - 0,5 - 6,0 мае. ч. Прочность материала на изгиб 20 - 39 МПа. 1 табл. сл с деструкции органического св зующего в жестких услови х отжига синтеза сверхпровод щей фазы, реакции продуктов деструкции с последней, а также возможного образовани  коксующегос  остатка. Наиболее близким по техническому существу и достигаемому результату к предлагаемому композиционному материалу  вл етс  композит, содержащий 4 мае % поливинилбутирал (ПВБ) и 96 мае % сверхпровод щего оксидного соединени  состава УтВагСизОт-хИспользование ПВБ в качестве св зующего позвол ет получать заготовки с высокиVJ ел о чэ 4 СП

Description

ми физико-механическими характеристиками (холодна  прочность, низка  пористость и т. д.).

Однако, при использовании этого св зующего в высокотемпературном синтезе, конечные издели  не обладают достаточной механической прочностью вследствие низкой термостойкости материала на основе этого св зующего.

Кроме того, происходит частичный распад сверхпровод щей фазы вследствие реакции с продуктами пиролиза ПВБ, что приводит к деградации ВТСП-свойств.

Цель изобретени  - создание сверхпровод щего композиционного материала, обладающего повышенной механической прочностью, на основе сверхпровод щего оксидного соединени  состава YiBaaCuaOy-x и полимерного св зующего.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в состав композиционного материала в качестве полимерного св зующего используетс  олигометилсилсесквиоксан формулы

СН3$Ю 8- СН35(ОН)32 (1)

при следующем соотношении компонентов , мае. %:

Олигометилсилсесквиоксан

формулы (1)0,5-6

Сверхпровод щее

оксидное соединение

состава YiBa2Cu30 -x99,5 - 94

Максимальное и минимальное количество олигометилсилсесквиоксана выбрано с учетом того, что при большем содержании св зующего веро тно значительное ухудшение сверхпровод щих свойств композита , а при меньшем содержании св зующего требуемый эффект увеличени  механической прочности композиционного издели  будет незначительным.

С целью формировани  прочной полимерной матрицы, а также предотвращени  деградации ВТСП-свойств композита, термообработку проводили следующим способом:

20 - 800°С - нагрев, скорость 200°С/ч, в среде аргона, расход газа 0,6 л/мин,;

800°С - выдержка в течение 4 ч в среде аргона, расход газа 1,0 л/мин.;

800 - 950°С - нагрев, скорость 300°С/ч, в среде кислорода, расход газа 1,4 л/мин.;

950°С - выдержка в течение. 3 ч в среде кислорода, расход газа 1,4 л/мин.

Охлаждение образцов проводили вместе с печью в течение 6 ч в токе кислорода.

Полиметилсилсесквиоксановый лак представл ет собой раствор с олигометилсилсесквиоксана в смеси растворителей (ацетона и толуола).

5Технический полиметилсилсесквиоксановый лак должен удовлетвор ть следующим требовани м:

Внешний вид Однородный раствор от бесцветного до желтого цвета 0 Содержание нелетучих

веществ, %40 ± 3

В зкость при 20°С, не менее1.5

рН неводного раствора5-7

Полиметилсилсесквиоксановый лак мо- 5 жет быть использован в качестве основы дл  получени  жаропрочных и малогорючих прессматериалов.

Примеры 1-3.

Композиционную систему готовили 0 смешением олигометилсилсесквиоксана (молекул рна  масса 700 - 800 усл. ед.), вз того в виде 40%-ного раствора в ацетоно-то- луольнэй смеси и порошка сверхпровод щего оксидного соединени  5 состава YiBa2Cu30 -x (ТУ 6-09-02-465-87).

В смесь добавл ли при перемешивании изопропиловый спирт до достижени  смета- ноподобной консистенции. Затем сметано- образную массу помещали на 0 фторопластовую подложку и сушили в течение суток при 50°С. Далее высушенный композит подвергали размолу в вибромельнице в течение 3 ч. Получали порошок с размером 5 частиц в пределах 3-10 мкм.

Заготовки в виде пр моугольных пластинок 15 х 8 х 1 мм формовали при Руд 0,7 ГПа.

Термообработку заготовок изделий из 0 композиционного материала производили следующим способом:

20 - 800°С - нагрев, скорость 200°С/ч, в среде аргона, расход газа 0,6 л/мин.;

800°С - выдержка в течение 4 ч в среде 5 аргона, расход газа 1,0 л/мин.;

800 - 950°С - нагрев, скорость 300°С/ч, в среде кислорода, расход газа 1,4 л/мин.;

950°С - выдержка в течение 3 ч, в среде кислорода, расход газа 1,4 л/мин. 0 Охлаждение образцов проводили вместе с печью в течение 6 ч в токе кислорода.

Прочность на изгиб и температуру ВТСП-перехода полученных изделий имела значени , приведенные в таблице. 5 Анализ приведенной таблицы показывает , что композиционные издели  с содержанием полимерного св зующего менее 0,5 мас.% при сохранении ВТСП-свойств не обладают желаемой механической прочностью , тогда как композиционные издели  с содержанием св зующего 6 мас.% при знаской прочности не обладают ВИСП-свойст- вами. Можно сделать вывод о максимальном (5 мас.%) и минимальном (0,5 мас.%) содержании олигометилсилсесквиоксана в сверхпровод щих композитах

Технико-экономическое преимущество изобретени  заключаетс  в том, что оно позвол ет получать сверхпровод щие композиционные издели  с прочностью в 2 раза превышающей прочность изделий не только из чистой керамики, но и композитов на основе поливинилбутирал  и имеющие температуру перехода в сверхпровод щее состо ние около 86 К.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Сверхпровод щий композиционный материал на основе оксидного соединени  состава YiBa2Cu307-x и попимерного св зующего , отличающийс  тем, что, с целью 20

   повышени  механической прочности материала при сохранении сверхпровод щих свойств, в качестве полимерного св зующего он содержит олигометилсилсесквиоксан формулы

   CH3SiO g- CH3SiO(OH)2

   10

   при следующем содержании компонентов , мас.%:

   Олигометилсилсесквиоксан приведенной формулы0,5-6,0

   Сверхпровод щее оксидное соединение состава YiBa2Cu307-x99,5 - 94,0