Перспективные технологические методы получения y-втсп
А.В. Сергеев, студент гр. НТ-081, М.А. Авдеев, инженер, В.Е. Милошенко
Кафедра физики твердого тела
Известно, что существует четыре вида ВТСП [1] – лантановые, висмутовые, таллиевые, иттриевые, но первый вид сверхпроводников имеет критическую температуру ниже жидкого азота, поэтому практическое использование, в основном, имеют остальные три, критическая температура Тк которых выше азотной (77,16 К) и она находится в пределах от 85 К до 110 К, т.е. для их охлаждения можно использовать жидкий азот, что весьма перспективно с экономической точки зрения. К сожалению, и они имеют свои недостатки: сверхпроводники на основе Bi, как правило, содержат 2 и более фаз с различными Тк, на основе Тl – имеют сложности в технологии изготовления с экологической точки зрения и только материалы на основе Y наиболее приемлемы для исследований. Что касается иттриевых ВТСП то они достаточно хорошо воспроизводимы, имеют «запас» устойчивости сверхпроводящего состояния, и даже появляющаяся после отжига тетрагональная (несверхпроводящая) фаза легко распознаваема и ее легко отделить. Эти рассуждения проведены для массивных материалов. Такие материалы довольно широко использовались в нашей лаборатории и получались по двухстадийной керамической технологии, технологии самораспространяющегося высокотемпературного синтеза (СВС) [2], технологии МТG и некоторым другим.
В
данном докладе представлены результаты
получения массивных сверхпроводников
на основе иттрия, но с использованием
сверхвысокочастотного источника нагрева
[3]. Это довольно простая технология и
если сравнить ее с двухстадийной
керамической технологией, то также
используются подготовительные этапы
приготовления сверхпроводников, как и
в прототипе (сушка порошкообразных
ингредиентов, их перемешивание до
стехиометрического состава,
компактирование), а далее используется
только отжиг в СВЧ-печи на частоте 2,45
ГГц при строго дозированном времени.
Насыщение кислородом происходит
непосредственно при отжиге и при
остывании в печи. В настоящее время нами
получен материал в форме таблеток, как
показано на рисунке. Прежде всего,
отметим, что материал обладает
сверхпроводимостью, имеет плотность ρ
= 5,8 г/см3,
его магнитная проницаемость близка к
нулю, т.е. ему свойственен диамагнетизм.
Таким образом, эти образцы удовлетворяют
всем требованиям, предъявляемым к
образцам, а именно: устойчивой Тк
> 90 К, Вк
> 10 Гс, ρ ~ ρтеор
= 6,5 г/см3,
обрабатываемости поверхности,
однофазности, созданию материалов с
наперед заданными свойствами.
На основании проделанной работы отметим, что полученные материалы на основе Y-ВТСП изготовленные с использованием СВЧ-печей пригодны для получения массивных изделий и по-видимому будут удовлетворять требованиям по механическим и электрофизическим параметрам при их охлаждении до азотных температур.
Литература
1. Милошенко В.Е. Введение в физику сверхпроводников: уч. пос. / Воронеж: ВГТУ, 1992. 108 с.
2. Мержанов А.Г., Нерсенян М.Д., Пересада А.Г. // Физикохимия и технология высокотемпературных материалов: сб. науч. тр. М.: НАУКА, 1989.
3. Каto М., Sakakibara R., Koike Y. // Jpn. J. Appl. Phys. 1997. V.36, P. 1291-1293.
УДК 539.42