close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY10634

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
(46) 2008.06.30
(12)
(51) МПК (2006)
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(54)
BY (11) 10634
(13) C1
(19)
C 04B 35/00
СВЕРХПРОВОДЯЩИЙ МАТЕРИАЛ
(21) Номер заявки: a 20051255
(22) 2005.12.16
(43) 2007.08.30
(71) Заявитель: Государственное научное
учреждение "Объединенный институт физики твердого тела и полупроводников Национальной академии наук Беларуси" (BY)
(72) Авторы: Акимов Александр Иванович; Лебедев Сергей Александрович; Ткаченко Тамара Михайловна
(BY)
(73) Патентообладатель: Государственное
научное учреждение "Объединенный
институт физики твердого тела и полупроводников Национальной академии
наук Беларуси" (BY)
(56) Sasaki S. et al. Jpn. J. Appl. Phys. 1992. V. 31. - Pt. 2. - № 4B. - P. L467-L470.
RU 2005113 C1, 1993.
RU 2004523 C1, 1993.
RU 2021227 C1, 1994.
WO 90/11969 A1.
SU 1812761 A1, 1996.
SU 1826462 A1, 1996.
BY 10634 C1 2008.06.30
(57)
Сверхпроводящий материал, содержащий атомы таллия, бария, кальция, меди и кислорода в структурной модификации Тl2Ba2CaCu2O8, отличающийся тем, что часть
атомов кислорода замещена атомами фтора и материал имеет химическую формулу
Tl2Ba2CaCu2O8-xF2x, где 0,05 < x < 0,10.
Изобретение относится к синтезу новых керамических материалов, а именно к синтезу
новых сверхпроводниковых керамических материалов.
Впервые высокотемпературные сверхпроводящие оксиды таллия со структурой, производной от Bi4Ti3O12, и химической формулой
Tl2(BaSr)2Can-1CunO2n + 4,
получены в [1]. В системе Тl-Ba-Ca-Cu-O реализуется относительно большое число высокотемпературных сверхпроводящих фаз, которые делят на две группы в зависимости от
структуры слоев Тl-O (однослойные или двухслойные) [2]. Температуры сверхпроводящих переходов всех фаз лежат выше температуры жидкого азота.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является материал с химической формулой Tl2Ba2CaCu2O8 (сверхпроводящая фаза 2212), который
имеет температуру сверхпроводящего перехода 108 К [3]. Этот материал выбран авторами
в качестве прототипа изобретения.
Недостатком прототипа является то, что материал является монокристаллом и соответственно дорог в производстве, можно получать образцы только небольшого размера.
Температура сверхпроводящего перехода прототипа - 108 К - недостаточно высока. Необходимо повысить температуру сверхпроводящего перехода.
BY 10634 C1 2008.06.30
Общими существенными признаками прототипа и предлагаемого изобретения является содержание в химической формуле материала атомов Тl, Ba, Ca, Cu, O в структурной
модификации Tl2Ba2CaCu2O8.
Сущность предлагаемого изобретения заключается в том, что для повышения температуры сверхпроводящего перехода часть атомов кислорода замещена фтором и материал
имеет химическую формулу Tl2Ba2CaCu2O8-xF2x, где 0,05 ≤ x ≤ 0,1.
В заявляемом сверхпроводящем материале, содержащем атомы таллия, бария, кальция, меди и кислорода в структурной модификации Тl2Ва2СаСu2O8, вышеуказанный технический результат достигается тем, что часть атомов кислорода замещена атомами фтора
и материал имеет химическую формулу Tl2Ba2CaCu2O8-xF2x, где 0,05 ≤ x ≤ 0,10.
Замещение части атомов кислорода на фтор обеспечивает повышение температуры
сверхпроводящего перехода материала на основе Тl-Ba-Ca-Cu-O в структурной модификации 2212.
В качестве исходных компонентов для синтеза нового сверхпроводящего материала
Tl2Ba2CaCu2O8-xF2x использовали: пероксид бария, дифторид бария, оксиды таллия, меди,
кальция. Учет повышенной летучести таллия был произведен добавлением избыточного
количества Тl2О3 (10 мас. %), так что исходная шихта имела состав, описанный в табл. 1.
Исходные реактивы имели квалификацию: Тl2О3 - Ч, ВаО2 - ОСЧ, BaF2 -ХЧ, CaO - ЧДА,
CuО - ОСЧ. Для удаления следов гидроксида кальция осуществлялось прокаливание CaO при
температуре 1000 °С в течение 1 ч. Предварительно спрессованные под давлением 100 МПа
порошки спекали в течение 4 ч при температуре 840 °С (на заданный температурный режим
выходили со скоростью 2,8 °С/мин) в алундовых тиглях с притертыми крышками. Фазовый состав продукта синтеза исследовали на дифрактометре ДРОН-4 (CuKα - монохроматическое излучение, шаг сканирования 0,05°, диапазон сканирования 20-60°, экспозиция 2 с в
каждой точке). Температура сверхпроводящего перехода образцов определялась резистивным методом (четырехконтактный метод) на постоянном токе. Чувствительность
нуль-индикатора составляла 5×10-9 В. Токовые контакты наносились пастой ACHESON
ELECTRODAG 1415M (Silver in Methyl Isobutyl Ketone). Температурные исследования
электросопротивления образца проводились в интервале 77-300 K. Точность контроля
температур составляла ±0,2 K. В качестве датчика температуры использовался датчик
ТСМФ-Д1 (термопреобразователь). Точность определения температуры перехода в сверхпроводящее состояние резистивным методом составляла ± 1 K.
Примеры состава конкретных полученных материалов в сравнении с прототипом и
фазовый состав полученных образцов, а также температура сверхпродящего перехода
приведены в табл. 1 и 2.
Таким образом, предложенный сверхпроводящий материал Tl2Ba2CaCu2F2xO8-x, где
0,05 ≤ x ≤ 0,10, имеет температуру перехода в сверхпроводящее состояние более высокую,
чем прототип. Частичное замещение кислорода на фтор в пределах фазы 2212 повышает
температуру перехода в сверхпроводящее состояние от 108 К для образца, не содержащего фтор вообще, до 114 К для образца Tl2Ba2CaCu2O8-xF2x с содержанием фтора x = 0,10.
Таблица 1
Материал
Материал 1
Материал 2
Материал 3
Материал 4
Материал 5
Прототип
Химическая формула и состав исходной шихты (вес. %)
Химическая
Tl2O3
BaO2
BaF2
CaO
x
формула
(вес. %) (вес. %) (вес. %) (вес. %)
Tl2Ba2CaCu2F2xO8-x 0,03 47,56
31,58
0,50
5,31
Tl2Ba2CaCu2F2xO8-x 0,05 47,55
31,25
0,83
5,31
Tl2Ba2CaCu2F2xO8-x 0,07 47,55
30,93
1,16
5,31
Tl2Ba2CaCu2F2xO8-x 0,10 47,54
30,44
1,66
5,31
Tl2Ba2CaCu2F2xO8-x 0,15 47,53
29,63
2,49
5,30
Tl2Ba2CaCu2O8
0
2
CuO
(вес. %)
15,06
15,06
15,06
15,05
15,05
BY 10634 C1 2008.06.30
Таблица 2
Фазовый состав продуктов синтеза шихты номинального состава
Tl2Ba2CaCu2O8-xF2x (0,03 ≤ x ≤ 0,15) и температуры перехода
в сверхпроводящее состояние.
Материал
x
Tc, К
Материал 1
Материал 2
Материал 3
Материал 4
Материал 5
Прототип
0,03
0,05
0,07
0,10
0,15
0
108
113
113
114
107
108
BaCuO2
+
+
-
Фазовый состав
BaF2
CuO
+
-
Тl-2212
+
+
+
+
+
+
Источники информации:
1. Sheng Z.Z., Hermann A.M.// Nature. - 1988. - Vol. 332. - P. 138.
2. Hazen R.M., Finger L.W., Angel R.J. et al.// Phys. Rev. Lett. - 1988. - Vol. 60. - P. 1657.
3. Sasaki S., Kawaguchi K., Nakao M.// Jpn. J Appl.Phys. - 1992.- Vol. 31. - No. 4B. Part. 2. - P. L467-L470.
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.
3
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
85 Кб
Теги
by10634, патент
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа