Спосіб одержання високотемпературного керамічного надпровідника складу ba2ycu3o7-d

Спосіб одержання високотемпературного керамічного надпровідника складу ВагУСизО? б, що включає змішування ОКСИДІВ ЧИ солей барію, ітрію і купруму, подрібнення, сушіння, формування, термічну обробку, який відрізняється тим, що попередньо синтезований прекурсор Ba4Y2O7 змішують з оксидом купруму CuO (або СигО) за молярним співвідношенням 1 (5,8-6,2), а термічну обробку проводять при температурі 860-900°С Запропонований винахід відноситься до способів одержання високотемпературних керамічних надпровідних матеріалів на основі системи Y-BaCu-O, що може бути використаний в електронної, енергетичної, обчислювальної, машинобудівельноі та інших галузях промисловості Найбільш відомим способом одержання високотемпературного керамічного надпровідника є синтез зразків по керамічній технології (Можаев А П , Перший В И , Шабатин В П Методы синтеза высокотемпературных сверхпроводников, ЖВХО им Д И Менделеева - Т 34, №4, - 1989 - С 505), який включає такі основні технологічні операції змішування та подрібнення оксидних чи сольових вихідних речовин, сушку, формування, термічну обробку одержаної реакційної суміші та спікання виробів В більшості випадків операції подрібнення та термічної обробки проводять багаторазово Недоліками цього способу є довгочасні випали (більш ЗО годин), багаторазове подрібнення для одержання однорідної реакційної суміші, значні енерговитрати для створення високих температур (920 - 970°С) і недостатня відтворюваність електрофізичних властивостей одержаних зразків Іншим відомим способом є спосіб сумісного осаджування малорозчинних сполук, оснований на взаємодії розчина, що вміщує компоненти майбутнього керамічного матеріалу з розчином осаджувача (заява 0287064 НОІВ12/00, Вир Японії 16 04 88 92021/87) В якості вихідних для синтезу використовують розчини нітратів, хлоридів або інших розчинних солей, а в якості осаджувача карбонат амонію чи суміш аміаку і карбонату амонію, щавлеву кислоту чи оксалат калію, гідроксиди калію чи натрію Недоліками поданого способу є можливість неповного осадження одного із компонентів, що може привести до порушення ХІМІЧНОГО составу, не досить значне зменшення температури (900 940°С) і скорочення часу (4 - 6 годин) випалу З відомих способів найбільш близьким до запропонованого є спосіб, у якому для одержання оксидного надпровідника УВагСизО? 5 за керамічною технологією порошок карбонату барію і оксиду купруму попередньо змішують і випалюють в інтервалі температур 860 - 960°С для одержання прекурсора ВаСиОг або ВаСигОг, потім додають оксид ітрію і синтезують в атмосфері кисню в інтервалі температур від 900 до 950°С (Русакова Л Г , Приседский В В , Сухорукова Н Э , Климов В В Выбор условий синтеза куприта бария-иттрия - В сб Реактивы и материалы для современной техники М НИИТЭХИМ, 1989, с 4 - 9) Такий спосіб також дозволяє зменшити температуру і час випалу при синтезі До недоліків цього способу відноситься не досить значне зменшення температури (900 - 950°С) і скорочення часу (3 - 5 годин) випалу Основу винаходу складає задача спрощення процесу одержання високотемпературного керамічного надпровідника складу Ва2УСизО7-Б за рахунок використання попередньо синтезованого прекурсора складу Ba4Y207, подальша взаємодія якого з оксидом купруму дозволяє провести синтез над О (О ю 56041 сового розкладу цільового продукту Якщо молярне співвідношення Ba4Y2O7 CuO вибране більше 6,2 або менше 5,8, значно підсилюється неоднорідність синтезованого продукту Приклад Спосіб здійснюється наступним засобом Для одержання 2г реакційної суміші для синтезу керамічного надпровідника на вагах зважували 1,2749г попередньо синтезованого прекурсора Ba4Y2O7 і 0,7251г оксиду купруму CuO, подрібнювали і перемішували в агатовій ступці під шаром етилового спирту протягом 1 0 - 2 0 хвилин Гомогенізовану суміш висушували на повітрі, формували на пресі підтиском 50кгс/см у таблетки діаметром 15мм і товщиною 4 - 5мм Отриманий брикет клали на алундову основу, поміщали в піч і синтезували на повітрі при температурах і тривалостях випалу, що вказані в таблиці Після закінчення реакції синтезу брикети охолоджували разом із піччю Ідентифікацію продукту синтезу виконували рентгенофазовим аналізом на дифрактометрі ДРОН-4, використовуючи еталонний зразок 6,97 і калібровочну криву для сумішей провідникового керамічного матеріалу за істотно скорочений час і при зменшеній температурі, відмовитись від багаторазових подрібнень, знизити енергетичні витрати при синтезі Поставлена задача вирішується тим, що в способі одержання високотемпературного керамічного надпровідника складу ВагУСизО? 5, ВІДПОВІДНО винаходу, попередньо синтезований прекурсор Ba4Y2O7 змішують з оксидом купруму CuO (або СигО) за молярним співвідношенням 1 (5,8 - 6,2), а термічну обробку проводять при температурі 860 - 900°С Причинно-наслідковии зв'язок із технічним результатом Застосування прекурсора Ba4Y2O? дозволяє уникнути утворення проміжних продуктів, що характерні для інших способів синтезу високотемпературних керамічних надпровідників, і одержати цільовий продукт Ba2YCu3O7-s за значно зменшений час - практично без витримки при максимальній температурі випалу При збільшенні часу випалу за рахунок остатньої локальної неоднорідності реакційної суміші можливе тимчасове зменшення ступеня однофазності вже синтезованого матеріалу Це явище може бути використано для створення центрів пінінгу магнітного потоку, які потрібні для збільшення плотності критичного струму у зразках Застосування температури синтезу вище 900 °С також прискорює процес тимча 6,97 і BaY2CuO5 Результати ІСПИТІВ при ведені у таблиці Таблиця № 1 2 3 4 5 6 Маса, г CuO, г Ba4Y2O7 1,6455 0,9359 1,4453 0,8221 1,2384 0,7044 1,6680 0,9487 1,5206 0,8649 1,2749 0,7251 Температура синтезу, °С 860 880 880 880 880 900 Час витримки при макс температурі, хвил 15 без витримки 15 30 60 без витримки Як видно із наведених даних, найбільша повнота синтезу купрату барію-ітрію досягається без витримки при максимальній температурі синтезу 880°С Збільшення часу випалу при такій температурі (іспити 2 - 5) зменшує вміст цільового продукту, але це явище можна використати для контрольованої зміни концентрації центрів пінінгу у зразках за рахунок утворення виділень продуктів Вміст ЦІЛЬОВОГО продук ту, % 98 100 99 96 88 99 часткового розкладу основної фази Таким чином, запропонований спосіб дозволяє одержати високотемпературні керамічні надпровідники за значно зменшений час і температуру випалу і завдяки цьому відмовитись від довгочасних випалів, багаторазових подрібнень, істотно знизити енергетичні витрати при синтезі Підписано до друку 05 05 2003 р Тираж 39 прим ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)236-47-24