Спосіб отримання надпровідних з’єднань між блоками плавленої текстурованої кераміки на основі ybа2cu3o7-d(пт-ybco)

1 Спосіб отримання надпровідних з'єднань між блоками плавленої текстурованої кераміки на основі УВа2СизО7_а (ПТ-YBCO), який передбачає нанесення на поверхню блоків, що з'єднуються, надпровідного припою, їх нагрівання, витримку з наступним охолодженням, який відрізняється Винахід стосується області надпровідних матеріалів, а саме способів отримання надпровідних з'єднань між блоками плавленої текстурованої кераміки на основі YBa2Cu3O7 s (ПТ-YBCO), що можуть бути застосовані в електроніці, електротехніці, машинобудуванні та інших галузях Найбільш близьким за технічною суттю до запропонованого є спосіб отримання надпровідних з'єднань між блоками плавленої текстурованої кераміки на основі YBa2Cu3O7 8 (ПТ-YBCO) (див Н Zheng, М Jiang, R Nikolova, U Welp, A P Pauhkas, Yi Huang, G W Grabtree, B W Veal, H Claus, High critical current "weld" joints in textured YBa2Cu3Ox, Physica C322 (1999) 1 - 8, який передбачає накладання прокладочного надпровідного матеріалу при цьому нагрівання блоків на повітрі здійснюється до температури 1005°С зі швидкістю 100°С/год та витримкою 2 години з подальшим охолодженням до температури 980°С зі швидкістю 70°С/год та витримкою 6 годин Потім проводилось повільне охолодження до температури 955°С зі швидкістю 0,5°С/год, а після цієї температури швидкість охо тим, що як припій використовують порошкоподібний Тт123 з надпровідною структурою і після нагрівання до температури 980 1010 °С зі швидкістю 110 130°С/год та витримки 0,25 0,75 год проводять охолодження до 550 650 °С зі швидкістю 110 140°С/год, витримку 4 6 год, після чого охолоджують до кімнатної температури зі швидкістю 25 75°С/год, причому весь процес ведуть в атмосфері оксигену 2 Спосіб за п 1, який відрізняється тим, що нанесення на поверхню порошкоподібного припою здійснюють шляхом насипання через сито 3 Спосіб за п 1, який відрізняється тим, що нанесення на поверхню припою здійснюють шляхом седиментації порошку Тт123 із суспензії 4 Спосіб за п 1 , який відрізняється тим, що в процесі нагрівання до блоків, що з'єднують, прикладають статичний тиск в межах 1 Зкг/см2 лодження зросла до 100°С/год При цьому як припій використовувався допоміжний плавлений текстурований прокладочний матеріал на основі Tm123+Y211(25%) товщиною 1мм або менше Потім проводили насичення блоків оксигеном на протязі 12 годин Після дослідження з'єднаних блоків виявилось, що надпровідні та механічні властивості шва не однакові по його довжині, також погіршились надпровідні та механічні властивості самих з'єднуваних блоків плавленої текстурованої кераміки на основі YBa2Cu3O7 8 (ПТ-YBCO) Також недоліком є довготривалість процесу, що складає близько 75 годин Крім того допоміжний плавлений текстурований прокладочний матеріал має скінчені розміри В основу винаходу покладено завдання такого удосконалення способу отримання надпровідних з'єднань між блоками плавленої текстурованої кераміки на основі YBa2Cu3O? s (ПТ-YBCO), при якому за рахунок використання порошкоподібного Тт123 та зміни режимів процесу з'являється мож (О ю 49564 ливість збільшення розмірів деталей, що виготовки на основі YBa2Cu3O7 8 (ПТ-YBCO), що з'єднуваляються, спрощується технологія і значно присколи, наносили порошок Тт123 шляхом седиментарюється процес, до того ж надпровідні та механічні ції порошку Тт123 із суспензії (як середовищевластивості шва більш однорідні по його довжині, ацетон), в деяких випадках, наприклад, при виговнаслідок чого поліпшується якість з'єднань і збітовленні деталей простої форми, можливо насильшується продуктивність процесу панням через сито До блоків з нанесеним порош2 ком прикладали статичний тиск 2кг/см і фіксували Для рішення цього завдання, у способі отрийого Нагрівали до температури 990°С зі швидкісмання надпровідних з'єднань між блоками плавлетю 120°С/год, проводили витримку протягом ЗО ної текстурованої кераміки на основі YBa2Cu3O7 s хвилин, охолоджували до 600°С зі швидкістю (ПТ-YBCO), який передбачає нанесення на повер125°С/год, після чого охолоджували до кімнатної хню блоків, що з'єднуються, надпровідного притемператури зі швидкістю 50°С/год, причому весь пою, їх нагрівання, витримку з наступним охолопроцес вели в атмосфері оксигену дженням, згідно винаходу як припій використовують порошкоподібний Тт123 з надОтримали з'єднання, які мають надпровідні провідною структурою, і після нагрівання до темвластивості шва та матеріалу, що майже не відрізператури 980 1010°С зі швидкістю 110 130°С/год няються, (див Таблицю, додається) та визначили та витримки 0,25 0,75год, проводять охолодженїх методом локальної левітаційної сили (ЛЛС) ня до 550 650°С зі швидкістю 110 140°С/год та Густину критичного струму вимірювали у матеріалі витримку 4 бгод, після чого охолоджують до кімJKP(H) та у шві jKP(m) Дослідження мікротвердості та натної температури зі швидкістю 25 75°С/год, МІЦНОСТІ на згин також задовольняють наші вимопричому весь процес ведуть в атмосфері оксигену, ги Час процесу складає майже ЗО годин крім того оптимальним є, коли нанесення на повеАналогічним шляхом були отримані надпровірхню порошкоподібного припою здійснюють шлядні з'єднання між блоками плавленої текстуровахом насипання через сито або шляхом седименної кераміки на основі YBa2Cu3O7 s (ПТ-YBCO) з тації порошку Тт123 із суспензії, а в процесі іншими параметрами при граничних значеннях нагрівання до блоків, що з'єднують прикладають всіх пропонованих параметрів (приклади 2 і 3), а 2 статичний тиск (в межах 1 Зкг/см ) також з виходом за границі (приклади 4 - 11), а також при аналогічних умовах за прототипом (приПричинно-наслідковий зв'язок між сукупністю клад 12) ознак, що заявляється і технічними результатами, які досягаються при й реалізації, полягає у наступПри охолодженні до кімнатної температури з ному За рахунок використання порошкоподібного 600°Сзі швидкістю меншою, ніж 25°С/год, погіршуТт123 з надпровідною структурою, з'являється ються механічні властивості з'єднань (МІЦНІСТЬ на можливість збільшення розмірів деталей, що вигозгин та мікротвердість), а при перевищенні швидтовляються, спрощується технологія, не треба кості 75°С/год, погіршуються надпровідні властивиготовляти допоміжний матеріал і значно присковості з'єднань (густина критичного струму), через рюється процес, не треба часу (десятки годин) на те, що тривалість процесу недостатня для оптивиготовлення допоміжного матеріалу, процес звамального насичення киснем рювання у нашому процесі відбувається швидше, Доведено, що з'єднані блоки мають майже одоскільки немає ділянки «плавленого текстуруваннакові надпровідні властивості шва і самого матеня», і, оскільки весь процес проводиться в середоріалу, гарні механічні властивості, більш, ніж у два вищі оксигену, для відновлення надпровідних вларази зменшений час процесу стивостей матеріалу необхідно менше часу при Як видно з таблиці, саме у пропонованих іннасиченні з'єднань оксигеном, до того ж надпровітервалах режимів забезпечується збільшення дні та механічні властивості шва більш однорідні густини критичного струму у шві на 8 - 26%, мікропо його довжині за рахунок кращої адгезії пороштвердості матеріалу на 9 - 12%, шва на 4 - 14%, коподібного припою до поверхонь з'єднуваних деМІЦНІСТЬ на згин збільшується на 20 - 60% Отже талей порівняно з прокладочним матеріалом, а доведено, що пропонована сукупність ознак затакож ефекту заліковування поверхневих дефектів безпечує найкращі механічні та надпровідні власі тріщин в процесі зєднання, який відсутній при тивості надпровідних з'єднань між блоками плаввикористанні прокладочного матеріалу леної текстурованої кераміки на основі YBa2 Cu3O7 з (ПТ-YBCO) Приклад 1 На два блоки плавленої текстурованої керамі 49564 Таблиця Додаток Швидкість, °С/год £t а. о i s Критична густина j £ струму, ЛЛС нагріву охолод ження до 600°С ТгоШ 120 125 05 ТтШ ПО ПО 025 ТтШ 130 960 ТтШ 120 Ї25 05 1020 ТгаШ 120 Ї25 05 990 ТтШ 100 125 990 ТтШ 150 990 ТтШ 990 К g о а. шов 10 13 0 32 3 91 5 53 113 24 3 73 5 42 12 0 29 10 5 22 2 75 5 12 95 ПО 25 3 87 4 15 05 9Ї 10 6 19 2 97 5 13 15 2 05 97 112 19 3 34 4 05 120 100 05 86 101 14 3 36 409 ТтШ 120 150 05 10 9 18 3 27 444 120 125 02 ШЗ 12 2 85 5 19 НО 15 3 21 431 20 3 41 4 05 0 75 її 5а 115 матеріал ТтШ В оН j Мікротвердість, ГПа 990 ТтШ 120 125 I OS 12 1005 ТтШ 100 70 20 105 95 4 47