СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СВЕРХПРОВОДНИКА EuBa2Cu3O7-
(51) 6 C04B35/00, C04B35/45, C04B101:00
(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Статус: по данным на 27.03.2008 - прекратил действие
(21) Заявка: 93004257/33
(22) Дата подачи заявки: 1993.02.01
(45) Опубликовано: 1996.06.27
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: 1. Чесноков Г.А. и др. СВХТ, 199О, т.3, N 4, с-725-729. 2. Патент США N 4861753, С O1F 17/00, 1989. 3. Патент США N 4866031, H OIL 39/12, 1989. 4. G.Bednarz et al. - Physica-C, 1990, 165, N 5, с.385-390.
(71) Заявитель(и): Игнатьева Нэлли Ивановна
(72) Автор(ы): Игнатьева Н.И.
(73) Патентообладатель(и): Игнатьева Нэлли Ивановна
(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СВЕРХПРОВОДНИКА EuBa2Cu3O7-
Использование: изобретение может быть использовано в технологии сверхпроводников, область применения которых электроника и электротехника. Сущность изобретения: для получения сверхпроводника EuBa2Cu3O7- с Tс= 92K и с= 3,75 K путем нагревания и охлаждения в потоке кислорода кислородсодержащих соединений европия , бария и меди в качестве исходных веществ вместо Eu2O3 и BaCO3 используют твердый раствор монооксида европия с оксидом бария состава EuBa2O3. При этом исключается выделение вредных газообразных продуктов (например, CO2 при использовании BaCO3), что делает процесс получения сверхпроводников экологически чистым. Кроме того, время синтеза EuBa2Cu3O7- по сравнению с известными способами сокращается в 3 - 5 раз с учетом времени, затрачиваемого на получение твердого раствора. 1 ил. 1
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Изобретение относится к неорганической химии и может быть использовано в технологии высокотемпературных сжерхпроводников, область применения которых электроника и электротехника.
К группе оксидных сверхпроводников относят куприт европия-бария EuBa2Cu3O7-,, обладающий высокими и стабильными значениями критических параметров сверхпроводимости: Tс 90K, с= 2-4K.
В настоящее время широко распространен способ получения сверхпроводника EuBa2Cu3O7- взаимодействием оксидов европия и меди с карбонатом бария по реакции
Первой стадией этого процесса является разложение карбоната бария с выделением углекислоты CO2, протекающее во времени. Для полного разложения карбоната бария смесь оксидов и BaCO3 нагревают при 850 - 950oС в течение десятков часов (от 10 до 48). Затем полученный продукт отжигают в кислороде при 850 920oС. В результате получают продукт черного цвета, который представляет собой ромбический EuBa2Cu3O7- с параметрами элементарной ячейки типа K2NiF4 и значением Tc 82 K (Чесноков Г.А. и пр. СФХТ, 1990, т.3, N 4, с. 725 729). Так, для получения EuBa2Cu3O7- из Eu2O3, BaCO3 и CuO и CuO применяют двукратный отжиг по 10 17 ч при 960oC с последующим отжигом продукта в течение 8 ч в атмосфере кислорода и охлаждением его со скоростью 100o/ч (прототип, S. Dednarz et al. - Phisica C, 1990, 165, N 5, pp. 385 390).
Известны способы получения EuBa2Cu3O7-,, где в качестве Ва-содержащих компонентов используют нитраты, нитраты или купраты бария и европия с целью ограничения выделения углекислоты (патент США N 4861753 от 29.08.89; патент США N 4866031 от 12.09.89).
Однако в любом из описанных способов необходимым длительные отжиги для разложения используемых кислородсодержащих соединений, сопророждающиеся выделением токсичных газообразных продуктов (NO, NO3, CO, CO2. При крупномасштабном производстве сверхпроводников объемы выделения газообразных продуктов могут достигать больших значений, что неизбежно приведет к ограничению производства сверхпроводников по экологическим соображениям.
Задача предлагаемого изобретения создание экологически безопасной технологии сверхпроводников и упрощение процесса их синтеза.
Цель достигается тем, что в качестве кислородсодержащих соединений европия и бария используют твердый раствор монооксида ерропия с оксидом бария состава EuBa2O3.
Известен способ получения непрерывных рядов твердых растворов монооксида европия EuO с оксидами щелочноземельных металлов металлотермическим восстановлением смеси Eu2)3 и оксида щелочноземельного металла по реакции
xEu2O3+(2-3x)MeO+xMe__ 2EuxMe(1-x)O,(II)
где 0 x 0, 66 и Me, Ca, Sr, Ba. Соотношению европия и бария, равному 1 2 и реализуемому в сверхпроводнике EuBa2Cu3O7-, отвечает твердый раствор EuBa2)3. Для его получения смесь Eu2)3 и порошка металлического бария, взятых в соответствии с уравнением (II) для x 0,33
0,33 Eu203 + BaO + 0,33 Ba 0,66 EuBa2O3, (III)
нагревают в вакуумной печи при остаточном давлении 10-3 мм Hg при 1250 1300oС в течение 2 3 ч. В результате получают продукт сиреневого цвета, представляющий собой кубический твердый раствор состава EuBa2O3 с параметром элементарной ячейки типа (Игнатьева Н. И. Исследование оксидов и твердых растворов на основе европия низшей валентности. Конд. диссерт. Свердловск, 1972, с. 78 83).
П р и м е р. 1,22 г Eu2O3, 1,61 г ВаО смешивают с 0,55 г порошка металлического бария. Приготовленную шихту помещают в молибденовый тигель и отжигают при остаточном давлении 10-3 мм Нg при 1250oС в течение 3 ч. Получают 3,32 г твердого раствора EuBa2O3.
Сущность предлагаемого способа получения сверхпрородника EuBa2Cu3O7- заключается в следующем: порошок твердого раствора EuBa2O3, полученного как описано выше, смешивают с оксидом меди CuО в количестве, соответствующем уравнению
растирают в агатовой ступке, помещают е алундовую лодочку и нагревают в потоке кислорода в течение 3 5 ч при 850 920o,С затем охлаждают в потоке кислорода со средней скоростью 100o/ч до комнатной температуры. На чертеже приведена температурная зависимость удельного сопротивления EuBa2Cu3O7-, синтезируемого из твердого раствора EuВа2О3
П р и м е р. 3. 32 т твердого раствора EuBa2O3 смешивают с 1,69 г оксида меди, растирают в агатовой ступке, помещают в алундовую лодочку и нагревают в потоке кислорода в течении З ч при 920oС. Затем охлаждают в потоке кислорода со средней скоростью 100°/ч. Получают около 5 г сверхпроводника EuBa2Cu3O7- с Tс= 92K, с= 3,75K (см. чертеж) и параметрами ромбической решетки K2NiF4
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
Способ получения сверхпроводника EuBa2Cu3EuBa2Cu3O7-<IMG SRC="http://www.fips.ru/chr/948.gif" ALIGN=TOP> путем нагревания кислородсодержащих соединений европия, бария и меди при температуре 850-920oС и охлаждения со средней скоростью 100°/ч до комнатной температуры в потоке кислорода, отличающийся тем, что в качестве исходных кислородсодержащих соединений европия и бария используют твердый раствор монооксида европия с оксидом бария состава EuBa2O3.
Независимый научно технический портал
На главную страницу раздела
