Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНЫЙ СВЕРХПРОВОДЯЩИЙ МАТЕРИАЛ И СПОСОБ ЕГО ПОЛУЧЕНИЯ
ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНЫЙ СВЕРХПРОВОДЯЩИЙ МАТЕРИАЛ И СПОСОБ ЕГО ПОЛУЧЕНИЯ

ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНЫЙ СВЕРХПРОВОДЯЩИЙ МАТЕРИАЛ И СПОСОБ ЕГО ПОЛУЧЕНИЯ

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Изобретение относится к новым высокотемпературным сверхпроводникам (ВТСП) и может найти применение в областях техники, использующих сверхпроводники. Сущность изобретения: синтезирован ВТСП формулы Tl1,85Ba2Ca0,02Cu1,15O6 получение которого ведут в воздушной атмосфере, расплавляя шихту, содержащую Tl2O3 СаО, BaO2 и CuO в соотношении 1 1 2 2, разогревая расплав до 980 990°С с последующим охлаждением с постоянной скоростью 1 3°С/ч до 680 660°С и извлечением тигля из печи. Способ позволяет выращивать монокристаллы размерами 3 x 2 x 0,2 мм. Соединение Tl1,85Ba2Ca0,02Cu1,15O6 характеризуется высокой критической температурой перехода в сверхпроводящее состояние (110 К) и стабильностью состава по содержанию катионов. 2 с. п. ф-лы.
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

   С помощью Яндекс:  

2. Экспресс-поиск по номеру патента


введите номер патента (7 цифр)

3. По номеру патента и году публикации

2000000 ... 2099999   (1994-1997 гг.)

2100000 ... 2199999   (1997-2003 гг.)
Номер патента: 2051210
Класс(ы) патента: C30B29/22, C30B9/06
Номер заявки: 5056651/26
Дата подачи заявки: 26.03.1992
Дата публикации: 27.12.1995
Заявитель(и): Институт физики твердого тела РАН
Автор(ы): Кулаков М.П.; Колесников Н.Н.
Патентообладатель(и): Институт физики твердого тела РАН
Описание изобретения: Изобретение относится к новым химическим соединениям, в частности к высокотемпературным сверхпроводящим (ВТСП) материалам в системе Tl-Ba-Ca-Cu-O, и может найти применение в областях техники, использующих сверхпроводники.
Сверхпроводники в системе Tl-Ba-Ca-Cu-O характеризуются наиболее высокими критическими температурами (Тс) перехода в сверхпроводящее состояние (80-125 К). Это обуславливает интерес к ним как с технической, так и с научной точки зрения.
Наиболее близким к изобретению является ВТСП материал, содержащий Tl, Ba, Ca, Cu и кислород и имеющий формулу Tl2Ba2CaCu2O8.
Известен также способ получения ВТСП монокристаллов, включающий расплавление шихты, содержащей Tl2O3, CaO, BaO2 и CuO в соотношении 1 1 2 2, разогрев расплава до 950оС и медленное трехступенчатое охлаждение расплава в потоке кислорода со скоростями 4-7, 80-100 и 130-150оС/ч в температурных интервалах 950-(750-700), (750-700) (450-400) и (450-400)-20оС соответственно.
Основными отличиями прототипа от предлагаемого решения являются состав ВТСП материала, величина температуры, до которой разогревается расплав в процессе получения монокристаллов, наличие трехступенчатого охлаждения расплава, а также проведение процесса в кислородной атмосфере. Необходимо отметить, что соединение Tl2Ba2CaCu2O8 характеризуется нестабильностью состава по катионам (были получены монокристаллы Tl1,96Ba2Ca0,9Cu2,14O8 и Tl1,92Ba2Ca0,88Cu2,2O8). Это может приводить к невоспроизводимости сверхпроводящих характеристик материала.
Сущность изобретения состоит в том, что процесс получения ведут в воздушной атмосфере, разогрев расплава проводят до 980-990оС, охлаждение расплава ведут в одну стадию с постоянной скоростью 1-3оС/ч до 680-660оС, а затем сразу извлекают тигель из печи.
Предлагаемым способом впервые получено ВТСП соединение Tl1,85Ba2Ca0,02Cu1,15O6. Способ позволяет выращивать монокристаллы размерами до 3 х 2 х 0,2 мм.
Предлагаемые параметры процесса выбраны экспериментально. Отклонение параметров процесса от предложенных делает невозможным синтез ВOСП соединения Tl1,85Ba2Ca0,02Cu1,15O6. Это, вероятно, объясняется переходом процесса в другую область сложной четверной диаграммы состояния Tl2O3 CaO BaO2 CuO, соответствующие сечения которой в настоящее время практически не исследованы.
Полученное новое вещество расширяет ассортимент ВТСП материалов. Высокая критическая температура перехода сверхпроводящее состояние Тс 110 К, которой характеризуется соединение Tl1,85Ba2Ca0,02Cu1,15O6, ставит его в один ряд с наилучшими ВТСП материалами. Кроме того, соединение Tl1,85Ba2Ca0,02Cu1,15O6 характеризуется стабильностью состава по содержанию катионов, обеспечивающей воспроизводимость его сверхпроводящих свойств, что подтверждается приведенными испытаниями. Анализ состава выращенных монокристаллов производили с помощью локального рентгеноспектрального анализа. Стандартное отклонение анализов в точках не выше 5%
Предлагаемый способ получения проще по сравнению со способом-прототипом, так как охлаждение проводится в одну стадию и не требуется продувка печи кислородом.
Исследована также структура Tl1,85Ba2Ca0,02Cu1,15O6. Установлено, что это соединение имеет тетрагональную кристаллическую решетку с параметрами а 3,8686 и с 23,2593 .
П р и м е р. Смесь порошков Tl2O3, CaO, BaO2 и CuO, взятых в соотношении 1 1 2 2, загружают в керамический тигель, который помещают в электропечь. Загрузку расплавляют и расплав разогревают до 980оС, после чего охлаждают расплав со скоростью 2оС/ч до 680оС и извлекают тигель. Весь процесс проводят в воздушной атмосфере. В тигле образуется закристаллизованная масса с кавернами объемом до 1 см3. Из каверн извлекают монокристаллы Tl1,85Ba2Ca0,02Cu1,15O6 размерами до 3 х 2 х 0,2 мм с Тс 110 К.
Формула изобретения: 1. Высокотемпературный сверхпроводящий материал, содержащий Tl, Ba, Ca, Cu и кислород, отличающийся тем, что он имеет состав, соответствующий формуле Tl1,85 Ba2 Ca0,02 Cu1,15O6.
2. Способ получения высокотемпературного сверхпроводящего материала, включающий нагрев и расплавление шихты, содержащей Tl2O3, CaO, BaO2 и CuO, взятых в молярном соотношении 1 1 2 2, и последующую кристаллизацию путем охлаждения расплава в тигле при кислородсодержащей атмосфере в печи, отличающийся тем, что процесс ведут в воздушной атмосфере, нагрев ведут до температуры расплава 980 990oС, а охлаждение проводят со скоростью 1 3 град/ч до 660 680oС, после чего тигель извлекают из печи.