Синтез та дослiдження властивостей неорганiчних сполук синтезованих на основi LaBa2Cu3O7 та SmBa2Cu3O7
Дипломная работа - Химия
Другие дипломы по предмету Химия
ереходу в надпровiдний стан викличе обтiкання резистивноСЧ дiлянки по сусiднiх надпровiдних жилах.
В якостi матерiалу надпровiдноСЧ жили зазвичай використовують вiсмут або, рiдше, таллiй вмiсних ВТНП, якi значно бiльшою мiрою пластичнiше i значно легше утворюють високоорiСФнтовану мiкроструктуру, нiж матерiали на основi R123-фаз [28,29,33-35]. Крiм того, достатньо низька температура плавлення вiсмут-вмiсних ВТНП дозволяСФ використовувати великий набiр металiв i сплавiв для створення зовнiшньоСЧ оболонки.
Одним з найбiльш поширених матерiалiв зовнiшньоСЧ оболонки СФ срiбло, яке пластичне, маСФ високу електропровiднiсть i теплопровiднiсть, вiдносно дешеве, не викликаСФ зниження температури переходу ВТНП в надпровiдний стан i слугуСФ своСФрiдною мембраною, що здiйснюСФ обмiн киснем мiж надпровiдником усерединi стрiчки i газовою атмосферою поза нею. У вiдношеннi масообмiну оксидами вiсмуту, кальцiю, стронцiю i мiдi система СФ закритою. Додатково встановлено, що стiнки срiбноСЧ стрiчки можуть сприяти зародкоутворенню i орiСФнтованому росту зерен ВТНП на дiлянках, що прилягають до оболонки [35], чому також сприяСФ планарна (тАЭплоскiтАЭ стрiчки) або псевдоодномiрна (багатожильнi дроти) геометрiя. Для покращення характеристик мiцностi оболонки часто використовують ефект дисперсного змiцнення, наприклад за рахунок утворення монокристалiв MgO в матрицi срiбла в процесi окиснення сплавiв типу срiбло-магнiй киснем повiтря.
Основна вимога до СП стрiчок в срiбнiй оболонцi висока струмонесуча здатнiсть. Для досягнення цього необхiдно, в першу чергу, досягти абсолютно взаСФмноСЧ орiСФнтацiСЧ високоанiзотропних кристалiв надпровiдника, вiдсутностi слабких звязкiв мiж ними, а також попередити негативний вплив вторинних фаз i газовидiлення при перитектичному плавленнi або просто при високотемпературному вiдпалюваннi, здатних викликати неоднорiдне протiкання струму по перетину стрiчки та локально порушити оптимальну орiСФнтацiю зерен ВТНП.
Оптимальну мiкроструктуру зазвичай отримують шляхом варiацiСЧ складу, зовнiшньоСЧ газовоСЧ атмосфери, термiчного режиму вiдпалювання, що вимагаСФ детальних знань фазових дiаграм [35,36]. Для досягнення високих транспортних характеристик в ВТНП-стрiчках цiленаправлено використовують:
1) методи хiмiчноСЧ гомогенiзацiСЧ при отриманнi високодисперсних, хiмiчно i гранулометрично однорiдних, вiльних вiд вуглецю, порошкiв для заповнення срiбних трубок, якi в подальшому пiддаються деформацiСЧ;
2) вибiр способу створення композицiйного матерiалу (порошок-в-трубi, труба-в-трубi, стержень-в-трубi i т. д.);
3) (термо)механiчну обробку (багаторазове протягування i прокатування), змiнну довжину срiбноСЧ трубки з порошком в декiлька десяткiв разiв, що призводить до суттСФвого збiльшення густини надпровiдноСЧ жили усерединi стрiчки i вимушеноСЧ орiСФнтацiСЧ зерен ВТНП вздовж осi деформацiСЧ;
4) низькотемпературний вакуумний вiдпал, оптимiзуючий вмiст кисню усерединi стрiчки i попереджуючий СЧСЧ тАЬбульбашкуваннятАЭ.
Таким чином, в даний час iснують реальнi технологiСЧ, якi дозволяють отримувати стрiчки з мiкроструктурою, яка близька до потрiбноСЧ. Разом з тим, як i ранiше залишаСФться не вирiшеною принципiальна проблема, повязана з стрiмким зменшенням критичних струмiв вiсмутових ВТНП з пiдвищенням температури або напруженостi зовнiшнього магнiтного поля у порiвняннi з iншими типами ВТНП (i, в першу чергу, R123-фазами). Це приводить до зниження температури експлуатацiСЧ вiсмут-вмiсних стрiчок до температури кипiння рiдкого водню (20 К), хоч Тс (90-110 К) лежить вище точки кипiння дешевого хладогента рiдкого азоту (77 К), що ефективно використовуСФться для роботи з iншими типами ВТНП.
Найбiльш перспективний шлях покращення густини критичного струму вiсмутових ВТНП-матерiалiв повязаний зi створенням композитiв з однорiдно розподiленими мiкровключеннями не надпровiдних фаз, отриманих iз власних компонентiв системи або при введеннi сумiсних з ВТНП чужерiдних фаз [37]. Найбiльш помiтний позитивний ефект виявляСФться при використаннi циркон атiв i станатiв, хоча iснуСФ достатньо великий набiр фаз, якi можуть бути сумiснi з ВТНП-матрицею, тобто не призводить до значного погiршення СЧСЧ температури переходу в надпровiдний стан i не придушуСФ динамiку утворення iз реагентiв або перитектичного розплаву. Фiзичнi вимiрювання при цьому, дiйсно свiдчать про деякi покращення стабiльностi надпровiдних характеристик [27]. Очевидно, що цей перспективний напрямок дослiджень буде продуктивно розвиватися i в подальшому.
2. Технiка експерименту i характеристика методiв проведення дослiдження
2.1 Синтез твердих розчинiв LnBa2Cu3O7
Зразки полiкристалiчних розчинiв LnBa2Cu3O7 (де Ln = La, Sm) були синтезованi твердо-фазним методом. Як вихiднi речовини використовувались купрум (II) оксид CuO, барiй карбонат BaCO3 та лантан i самарiй оксиди вiдповiдно La2O3 i Sm2O3.
Оксиди рiдкiсноземельних елементiв перед використанням перевiрялись на вмiст основного компоненту методом хiмiчного аналiзу. Застосовували метод трилонометричного титрування в уротропiновому буферi з iндикатором ксиленовим оранжевим [38]. Загальна схема синтезу твердих розчинiв LnBa2Cu3O7 показана на рис. 2.1.:
Рис. 2.1. Схема синтезу твердих розчинiв LnBa2Cu3O7 твердо-фазним методом
Вихiднi речовини змiшували у потрiбному спiввiдношеннi, необхiдному для одержання 0,005 0,01 моль (? 48 грамiв) речовини, i розчинялись при нагрiваннi в ацетатнiй кислотi (1:5). Одержану масу прожарювали на