Синтез та дослiдження властивостей неорганiчних сполук синтезованих на основi LaBa2Cu3O7 та SmBa2Cu3O7
Дипломная работа - Химия
Другие дипломы по предмету Химия
матерiалiв, мiж тим в лiтературi найбiльш детально розглянутi лише склад, структура граней i природа рiзноманiтних дефектiв, проте варто враховувати i такi важливi параметри, як пористiсть i густина керамiки, а також розмiр кристалiтiв i пор.
Реальну структуру розплавних ВТНП-матерiалiв можна прирiвняти до крупнодоменноСЧ системи, що володiСФ яскраво вираженими тАЬколективнимитАЭ надпровiдними властивостями, тобто значно бiльш високими iнтегральними надпровiдними характеристиками, якi обумовленi специфiчним механiзмом кристалiзацiСЧ перитектичного розплаву [6, 19]. Так, збiльшення загальноСЧ густини зразкiв в результатi проведення кристалiзацiСЧ усуваСФ перешкоди для протiкання струму, якi характернi для твердо-фазного синтезу. Створення тАЬпсевдокристалiчних доменiвтАЭ перетворюСФ останнСФ в макроскопiчне утворення з потенцiйно високими значеннями циркулюючого усерединi критичного струму. Нарештi, наявнiсть великоСЧ кiлькостi дефектiв структури (включень, дислокацiй, малокутових границь) сприяСФ виникненню нових центрiв пiнiнга. На жаль, в матерiалах з розплавленою передiсторiСФю тiльки маленький рiвень структури може формуватися самочинно i характеризуСФться високими надпровiдними параметрами. РЖншi iСФрархiчнi рiвнi структури, що забезпечують утворення високоякiсних матерiалiв, можуть бути сформованi тiльки шляхом спецiальних технологiчних дiй.
1.4 Типи мiжкристалiчних меж
Створення ефективних центрiв пiнiнга вiдiграСФ важливу роль i в отриманнi ВТНП-матерiалiв з високими значеннями транспортного крiтструму, однак найбiльше значення в даному випадку маСФ досконалiсть мiжкристалiчних меж i СЧх тАЬпрозорiстьтАЭ для проходження струму. Як вже вiдмiчалося, оксиднi надпровiдники мають аномально низькi значення довжини когерентностi. В силу цього, мiж кристалiтами виникаСФ два типи звязку: так званi тАЬсильнiтАЭ звязки, (що являють собою звичайнi мiжзерновi фазовi контакти типу мiжкристалiчних перешийкiв); та тАЬслабкi тАЭ звязки (що являють собою, в загальному випадку, розрив фазовоСЧ суцiльностi, довжина якоСЧ l порiвнювана з величиною ? ). Причинами фазового розриву може бути утворення локального порушення стехiометрiСЧ, виникнення аморфних областей на межi кристалiтiв або поява мiкротрiщин, а також висока кристалографiчна анiзотропiя ВТНП i просторова розорiСФнтацiя кристалiв.
Ансамбль кристалiтiв, що формуються i виникають на раннiй стадiСЧ кристалiзацiСЧ розплаву, складаСФться iз зразкiв орiСФнтованих в напрямку осi с, але розорiСФнтованих в площинi аb, як це витiкаСФ iз механiзму утворення фази 123. При наступному ростi i коалеiенцiСЧ частинок такого ансамблю утворюються висококутовi межi, паралельнi осi с (twist boundary). Для отримання максимальних транспортних характеристик струм повинен проходити через межу обох типiв без суттСФвих втрат. В звязку з цим запропонована модель тАЬцегляноСЧ стiнитАЭ (тАЬbrick-wallтАЭ) проходження транспортного струму через ВТНП-матерiали. Важливе значення мають поворотнi межi, що утворюють максимальну поверхню контакту мiж кристалiтами.
Проте, модель тАЬцегляноСЧ стiнитАЭ не враховуСФ проходження струму через висококутовi межi вздовж площини ab. Модель тАЬзалiзнодорожнiх стрiлоктАЭ (тАЬrailway switchтАЭ) заснована на тому, що мiж зернами хоч i утворюються висококутовi межi, проте вiдносна тАЭконцентрацiятАЭ мiжкристалiчних звязкiв, для яких струмова тАЬпрозорiстьтАЭ зберiгаСФться i не викликаСФ суттСФвих втрат струму при його проходженнi, достатньо велика. Цi звязки, що забезпечують протiкання струму через мiжкристалiтнi межi по площинах, разом з струмом, що проходить через поворотнi межi, якi утворюють максимальну поверхню контакту мiж кристалiтами, i формують трьохвимiрну надпровiдну сiтку. Цей механiзм найбiльш характерний для вiсмут вмiсних ВТНП, але вiн може бути постульований i для iтрiй вмiсних полiкристалiчних надпровiдникiв.
Таким чином, в даний час загальновизнано, що величина густини критичного струму при протiканнi через мiжкристалiчну межу багато в чому залежить вiд взаСФмноСЧ просторовоСЧ орiСФнтацiСЧ кристалiтiв. В загальному випадку, величина jc залежить лише вiд площi тАЬсильно звязанихтАЭ дiлянок мiжкристалiчноСЧ межi. Ймовiрно, що можливiсть тАЬсильного звязку тАЭ мiж двома взаСФмно орiСФнтованими (тАЬтекстурованимитАЭ) кристалiтами значно вище, нiж у випадку СЧх взаСФмноСЧ розорiСФнтацiСЧ. Тому, при розгляданнi проблеми транспортного критичного струму в застосуваннi до масивного зразку [6,20,21] вступають в силу iмовiрнi закони.
РЖз вище зазначеного видно, що крупнокристалiчна керамiка не може бути хiмiчно i структурно однорiдним матерiалом. Вона, швидше, являСФ собою композит, практично важливi надпровiднi властивостi якого значно краще, нiж для високооднорiдних зразкiв i монокристалiв. Тому перехiд до розплавних методiв став своСФрiдною революцiСФю в технологiСЧ ВТНП керамiки, оскiльки саме вiн вiдкрив шлях до технiчного використання останньоСЧ.
1.5 Мiнiмiзацiя розмiрiв включень вторинних фаз
В розвитку розплавних методiв iснують визначенi тенденцiСЧ, якi закономiрно призвели до створення матерiалiв з високими надпровiдними характеристиками. До цих тенденцiСЧ слiд вiднести такi [6,19,21]:
1) послiдовна змiна характеру високотемпературноСЧ обробки з метою пiдвищення нерiвноважностi всiх стадiй процесу;
2) використання методiв синтезу, що ведуть до отримання бiльш однорiдних i дисперсних вихiдних оксидних порошкiв;
3) застосування прекурсорiв, що знаходяться в рiзних вихiдних станах;
4