Спосіб одержання виробів із високотемпературного надпровідникового матеріалу

Изобретение относится к области получения сверхпроводящих материалов, в частности высокотемпературных сверхпроводников, и может быть использовано для создания сверхбыстродействующи х ЭВМ нового поколения, сверхчувствительных датчиков электронных приборов, детекторов СВЧ, криомагнитных экранов и др. Известен способ получения формованных изделий, включающий прессование смеси органического полимерного материала и порошкообразного сверхпроводящего материала керамического типа [1]. В качестве органического полимерного материала в способе используют термопластичный или сшитый полимер, а в качестве порошкообразного сверхпроводящего материала керамического типа - материал оксидного типа. Содержание порошкообразного сверхпроводящего материала в формованном изделии составляет 50 об.%, предпочтительно 60 об.%. Формованное изделие дополнительно может содержать электропроводный порошкообразный или волокнистый материала, предпочтительно, металл. Общими существенными признаками известного и данного способов получения изделий из высокотемпературного сверхпроводящего материала является использование в качестве сверхпроводника - порошкообразного сверхпроводящего материала керамического типа, а в качестве материала матрицы - полимера. Недостатком известного способа получения формованных изделий является недостаточно высокая химическая стойкость используемой полимерной матрицы, что приводит к ухудшению физических параметров формованного изделия. В качестве прототипа выбран наиболее близкий по технической сущности и достигаемому результату способ, включающий смешивание порошка ВТСА состава YBa2 CU3 O7 - d и силиконового каучука, помещение смеси в пресс-форму, прессование под давлением 13,8 МПа в течение 24 часов при комнатной температуре [2]. Приготовленная композиция содержит 1-69,9 об.% порошка ВТСПМ и имеет пористость 6,8-24,2 об.%. Исходный порошок ВТСП имел средний размер частиц 8 мкм. При температуре жидкого азота магнитная восприимчивость приготовленного материала достигала 0,5-0,55 относительных единиц по отношению кмагнитной восприимчивости исходного керамического образца. Общими существенными признаками известного и данного способов получения изделий из высокотемпературного сверхпроводящего материала являются: смешивание порошка сверхпроводящего материала и полимера; прессование получанной смеси. Недостатком способа-прототипа является сравнительно невысокая магнитная восприимчивость получаемого ВТСП. В основу изобретения поставлена задача разработать способ получения изделий из ВТСП, который бы обеспечивал повышение магнитной восприимчивости конечного продукта за счет изменения режимов прессования и состава ВТСП - порошка. В результате осуществления изобретения в объеме его существенных признаков удается повысить магнитную восприимчивость изделий из ВТСП (до -0,69 отн. ед.). Поставленная задача решается тем, что в способе, включающем смешивание порошка ВТСП с полимерным материалом и прессование, согласно заявляемому изобретению, в качестве полимерного материала берут порошок полихлортрифторэтилена (ПХТФЭ) в количестве 10-25% от массы получаемой композиции, в качестве порошка ВТСП берут порошок состава (РbхВі1-х)2Са2Sr2Сu3О у, а прессование ведут при температуре 503-523 К и давлении 96-230 МПа в течение 5-30 мин. Для осуществления способа брали порошок ПХТФЭ промышленного производства марки П, (ТПП-513 К), ГОСТ 13744-68 и порошок ВТСП (РbхВі1-х)2Са2Sr 2Сu3О4 с размером частиц 1-5 мкм, полученный из порошков РbО, Вl2Oз. SrСОз, СаСОз, СuО класса "ОСЧ". После диспергирования и гомогенизации в шаровой агатовой мельнице шихту подвергли термообработке при 1073 К в течение 16 часов, а затем прессовали в цилиндрические заготовки диаметром 10 мм и толщиной 1-2 мм под давлением 3000 МПа. Твердофазный синтез проводили при температуре 1118 К в воздушной атмосфере в течение 324 часов. Измельчение полученной керамики ВТСП вели до размера частиц 1-5 мкм. Полученный порошок известного составасмешивали с порошком ПХТФЭ, Смесь ПХТФЭ и ВТСП с необходимым содержанием компонентов смачивали этиловым спиртом. Полученную суспензию перемешивали при комнатной температуре до испарения спирта. Образцы для исследования изготавливали методом прямого горячего прессования. Прессование смеси осуществляли в прессформе с регулируемым обогревом на установке, позволяющей многократно автоматически воспроизводить температурно-временной режим нагрева, выдержку температуры пресс-формы при заданной температуре и охлаждение. После прессования определяли относительную магнитную восприимчивость полученных образцов ВТСП с помощью автодинной методики на частоте 1 кГц. Измеряли мнимую часть поверхностного импеданса ВТСП образцов, которая прямо пропорциональная магнитной восприимчивости, Пример 1, 16 г порошка ВТСП формулы (РbхВі1-х)2Са2Sr2Сu3О у и 4 г порошка ПХТФЭ после прибавления этилового спирта до полного смачивания смеси перемешивали при комнатной температуре до испарения спирта. Затем приготовленную смесь загружали в пресс-форму, нагревали до температуры 513 К, прессовали под давлением 130 МПа в течение 15 мин., магнитная восприимчивость при 78 К составляла-0,69 отн. ед. (пример 1 таблицы). Примеры 2-5. Поступали так, как описано в примере 1, за исключением того, что изменяли соотношение ПХТФЭ и ВТСП в приготовляемом материале. Состав и свойства приведены в примерах 2-5 таблицы. В пределах заявляемого интервала содержания компонентов (примеры 2-3) задача решается. За пределами заявляемого интервала (примеры 4-5) -задача не решается. Примеры 6-9. Поступали так, как описано в примере 1, за исключением того, что изменяли температуру прессования. При температуре прессования выше (пример 8) или ниже заявляемого интервала (пример 9) задача не решается. В пределах заявляемого интервала температур задача решается (примеры 6, 7). Примеры 10-17. Поступали так, как описано в примере 1, за исключением того, что изменяли давление и время прессования. Если давление прессования ниже (пример 12) или выше заявляемого интервала (пример 13), то задача не решается. Время прессования менее 5 мин. (пример 16) и более 30 мин, (пример 17) не обеспечивает решение поставленной задачи. Пример 18 (прототип). В примере 18 таблицы приведены данные по магнитной восприимчивости для лучшего образца прототипа. Приведенные в таблице данные по магнитной восприимчивости образцов подтверждают в пределах заявленных в формуле изобретения соотношений смеси ВТСП и ПХТФЭ и условий ее прессования. Такимобразом, заявляемый способ позволяет получить изделия из ВТСП практически любой формы с достаточно высокими показателями магнитной восприимчивости (до -0,69 отн. ед.). Способ технологичен и может быть реализован на стандартном оборудовании.