СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ТАЛЛИЙСОДЕРЖАЩИХ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНЫХ СВЕРХПРОВОДНИКОВ
(51) 5 C04B35/00
(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Статус: по данным на 27.03.2008 - прекратил действие
(21) Заявка: 5030594/33
(22) Дата подачи заявки: 1992.03.04
(45) Опубликовано: 1994.10.15
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: Ожогин В.И., Шустов Л.Д., Мясоедов А.Б. и др. Сверхпроводящие купраты таллия: варианты синтеза и особенности свойств // Сверхпроводимость: Физ., химия, техн., М., 1988, N 4, с.5-11.
(71) Заявитель(и): Красноярский государственный университет; Институт физики СО РАН; Институт химии и химико-металлургических процессов СО РАН
(72) Автор(ы): Волков В.Е.; Ковалев Ю.Г.; Фокина Н.П.; Данилов И.Ю.; Овчинников С.Г.; Чернов В.К.; Волкова Г.В.; Александров К.С.
(73) Патентообладатель(и): Институт химии и химико-металлургических процессов СО РАН
(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ТАЛЛИЙСОДЕРЖАЩИХ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНЫХ СВЕРХПРОВОДНИКОВ
Использование: в синтезе высокотемпературных сверхпроводников. Сущность изобретения: смешивают порошки соединений кальция, меди и бария, проводят синтез и измельчение, вводят в измельченный спек оксид таллия, нитрат аммония и 0,3 - 0,6 моль фторида металла на 1 моль таллия с меньшей энтальпией образования, чем у фторида бария, причем соединение бария берут в сверхстехиометрическом количестве, эквивалентном указанному фториду металла. Положительный эффект: Tк= 112K , снижается температурный интервал сверхпроводящего перехода. 2 ил.
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Изобретение относится к области материаловедения и может быть использовано в синтезе высокотемпературных сверхпроводников (ВТСП) с улучшенными критическими параметрами, механической прочностью и стабильностью по отношению к внешней среде, необходимыми для практического использования ВТСП.
Наиболее близким к предлагаемому способу по технической сущности и достигаемому результату является способ получения купратов таллия путем синтеза соединения Ca2Ba2Cu3O7, добавления в него Tl2O3 и отжига в течение 2-6 мин при 880-910оС в токе кислорода.
Цель изобретения - улучшение физико-химических характеристик образцов ВТСП.
Поставленная цель достигается тем, что при подготовке предшественника соль бария для шихты берут в сверхстехиометрическом количестве, эквивалентном фториду металла, который вводят в предшественник после измельчения его спека в количестве 0,3-0,6 моль на 1 моль таллия одновременно с оксидом таллия (III) и нитратом аммония. Энтальпия образования вводимого фторида металла (MeFn) должна быть меньше, чем энтальпия образования BaF2. Избыток соли бария вводят с целью сохранения стехиометрии основной сверхпроводящей фазы. В процессе синтеза получают керамику типа Tl1223.
П р и м е р 1. Модифицирование таллиевой керамики (Tl1223) фторидами BaF2 CaF2.
Для получения предшественников брали соединения кальция и меди в стехиометрических количествах, а соединение бария в сверхстехиометрических: 0,1; 0,3; 0,5; 1,0 моль относительно содержания таллия. Гомогенизированную смесь подвергали термообработке, а затем измельчали. В полученные предшественники одновременно вводили оксид таллия (III), нитрат аммония - 1 моль и одновременно с ними модифицирующую добавку CaF2 BaF2 в различных количествах, эквивалентных избытку введенной соли бария. В четырех образцах ВТСП введения добавки фторидов металлов составляла: 0,1; 0,3; 0,5 и 1,0 моль. Смесь компактировали и прокаливали при 868оС в течение 7 мин.
На фиг.1 приведена температурная зависимость магнитной восприимчивости образцов. Tl1223, модифицированных различными количествами CaF2 BaF2. Кривая 1 - 0,1 моль, кривая 2 - 0,3 моль, кривая 3 - 0,5 моль, кривая 4 - 1,0 моль. Из фиг.1 видно, что существует оптимальная концентрация (0,5 М) модифицирующей добавки (фиг. 1, кривая 3), при которой критическая температура сверхпроводящего перехода максимальна (Тс = 112 К), а температурный интервал минимальный (То = 1,5 К). Это несколько выше соответствующих величин для сверхпроводника Tl1223, известных из литературы (Тс = 110 К, Тс = 2 К).
П р и м е р 2. По методике, описанной в примере 1, синтезировали образец таллиевой керамики, модифицированный (NH4)2BlF4 в количестве 0,3 моль относительно содержания таллия. Для образца получены высокие физико-химические характеристики: Тс = 112 К, Тс = 2 К.
П р и м е р 3. По методике, описанной в примере 1, синтезировали образцы таллиевой керамики, модифицирующую добавку CaF2 BaF2 вводили в количестве 0,6 моль на 1 моль таллия. Для образца получены высокие физико-химические характеристики: Тс = 111 К, Тс = 1,5 К.
В случае модифицирования готовой солью BaF2 смешение критической температуры под воздействием магнитного поля (Н = 100 Э) составляет 8 К, при модифицировании фторидами магния и бериллия эта величина уменьшается до 2 К. Наибольшее смешение Тсл наблюдается для немодифицированных образцов (фиг.2, кривые 1 и 2).
Таким образом, модифицирование образцов ВТСП фторидами металлов с меньшей энтальпией образования, чем у BaF2, резко уменьшает воздействие магнитного поля на образцы, что обеспечивает получение более высоких значений критических токов, а также обеспечивает более высокую критическую температуру (112 К) и меньший температурный интервал сверхпроводящего перехода.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ТАЛЛИЙСОДЕРЖАЩИХ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНЫХ СВЕРХПРОВОДНИКОВ, включающий смешивание порошков соединений кальция, меди и бария, их синтез и измельчение, введение в спек оксида таллия и термообработку, отличающийся тем, что в измельченный спек дополнительно вводят нитрат аммония и 0,3 - 0,6 моль фторида металла на 1 моль таллия с меньшей энтальпией образования, чем у фторида бария, а соединение бария берут в сверхстехиометрическом количестве, эквивалентном указанному фториду металла.
Независимый научно технический портал
На главную страницу раздела
