Надпровідний матеріал і спосіб його виготовлення

1 Надпровідний матеріал, що містить диборид магнію та оксид магнію, який відрізняється тим, що він додатково містить гідрид танталу при наступному співвідношенні компонентів, мас % диборид магнію 74,5 97,5 гідрид танталу 1,0 25,0 оксид магнію решта 2 Спосіб виготовлення надпровідного матеріалу, який включає синтез порошкоподібної суміші вихідних компонентів при високих тисках і температурах, який відрізняється тим, що синтез здійснюють при тиску 1 2 ГПа, температурі 780 820 °С протягом 0,9 1,2 години 20К, та 20кА/см у магнітному полі 1 Тл при 20К, і поля необоротності (Инг) 5 Тл при 10К і 3Тл при 20К, та також механічні властивості твердості 12 34 ± 1 02ГПа при навантаженні 4 96Н та трі32 / ЩИНОСТІЙКОСТІ 1 22МНхм при навантаженні 4 96Н Це відбувається тому, що домішковий ненадпровідний оксид магнію кристалізується у вигляді великих зерен і приводить до зниження надпровідних властивостей МдВг, оскільки зерна такого розміру, значно більші за довжину когерентності і не можуть бути центрами пінінгу магнітного потоку, а присутність ненадпровідної фази у надпровідній, як правило, веде до зменшення густини критичного струму В основу винаходу покладено завдання такого удосконалення складу надпровідного матеріалу, при якому за рахунок наявності в ньому гідриду танталу забезпечуються поліпшення надпровідних властивостей густини критичного струму, поля необоротності, механічних мікротвердості та тріщиностійкості, що стає можливим завдяки здійсненню пропонованого способу виготовлення цього матеріалу при зменшених параметрах процесу і, як наслідок, зменшених енерговитратах в цілому Тобто спосіб отримання пропонованого матеріалу зв'язаний з його складом єдиним винахідницьким задумом Для рішення цього завдання надпровідний матеріал, що містить диборид магнію, оксид магнію згідно винаходу додатково містить гідрид тан О 00 49480 талу при наступному співвідношенні компонентів, мас % диборид магнію 74,5 97,5, гідрид танталу 1,0 25,0, оксид магнію залишок, а спосіб виготовлення надпровідного матеріалу, який передбачає синтез порошкоподібної суміші вихідних компонентів при високих тисках і температурах, згідно винаходу здійснюють при тиску 1 2ГПа, температурі 780 820°С протягом 0,9 1,2 годин Причинно-наслідковий зв'язок між сукупністю ознак, що заявляється і технічними результатами, які досягаються при її реалізації, полягає у наступному Завдяки додаванню порошкоподібного танталу, який є активним по відношенню до гідрогену і сприяє інтенсивній і повній дисоціації молекул домішки Н3ВО3, яка міститься у вихідному борі, і таким чином веде до утворення активних ІОНІВ ВОз3, які легко вступають у взаємодію з Мд, що спричинює утворення дрібнодисперсних включень фази МдО, що зростаються площинами (111) з площинами (0001) фази МдВг, і є активними центрами пінінгу магнітного потоку, що і приводить до поліпшення надпровідних характеристик, отже ненадпровідна, але дрібнодисперсно розповсюджена домішка МдО сприяє зростанню густини критичного струму і поля необоротності У разі відсутності Та домішка МдО кристалізується у ВИГЛЯДІ великих зерен і приводить до зниження надпровідних характеристик Зменшення параметрів технологічного процесу тиску, температури, часу витримки дозволило зменшити енерговитрати на здійснення цього процесу Приклад 1 Ретельно змішуючи порошкоподібні магній та бор у стехіометричному співвідношенні МдВг з додаванням порошкоподібного гідриду танталу у КІЛЬКОСТІ 2мас %, виготовляємо пресовки у вигляді таблеток діаметром до 30мм, висотою до 20мм Після попереднього пресування зразки загортаються у Та фольгу і вміщуються у середовище диоксиду цирконія або гексагонального нітриду бору, а потім у стандартну комірку високого тиску, де створюються термобаричні умови, синтез здійснювали при тиску 2,0ГПа, температурі 800°С протягом 1 години Синтезовані зразки мають таке співвідношення компонентів, мас % дибориду магнію 96 5, гідриду танталу 2, оксиду магнію 1 5 Вони мають вищу, порівняно з прототипом, густину критичного струму та поле необоротності (див Таблицю, додається), які визначали на основі вимірювання кривих намагнічення (з використанням моделі Біна у випадку визначення густини критичного струму) зразків за допомогою вібраційного магнітометра Oxford Instruments 3001 з точністю 2-5% Аналогічним шляхом було виготовлено пресовки іншого ХІМІЧНОГО складу з використанням Інших технологічних параметрів, при граничних значеннях всіх пропонованих параметрів (приклади 2 - 3) і за їх межами (приклади 4 - 11), а також за прототипом (приклад 12) Як видно з таблиці, саме у пропонованих інтервалах режимів та кількостях порошкоподібного танталу, що додавався, забезпечується збільшення надпровідних властивостей густини критичного струму (|с) в 1 33 рази у магнітному полі 0Тл при 10К, у 1 71 рази у магнітному полі 1Тл при 10К, у 1 63 рази у магнітному полі 0Тл при 20К, та у 3 11 рази у магнітному полі 1Тл при 20К, і поля необоротності (Н!ГГ) у 1 62 рази при 10К і у 1 9 рази при 20К, та також збільшення механічних властивостей твердості у 1 4 рази та трішиностійкості у 2 29 рази Доведено, що отримані зразки мають вищі надпровідні та механічні властивості, і також вдосконалено спосіб виготовлення надпровідного матеріалу на основі 49480 Додаток Таблиця ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119, Україна ( 0 4 4 ) 4 5 6 - 2 0 - 90 ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)216-32-71