Способ изготовления длинномерных проводников из высокотемпературной сверхпроводящей керамики

(51)5 В 22 ИЗОБ ЕТ А ТЕЛЬСТВ К АВТОРСКОМУ я к порошковои ь использовано ерных проводни хсверхпроводя отехнического вляется повыш ристик проводн ледующим обра наполняют шихс,% УВа 2 С 0 зОх и го осуществляют ри 450-800 С с ической обработряжении 0,01 - 2,5 наполнения пламер серебояной) персная шихта с и 100-1000 А, а адисперсная шихологической плаГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(71) Физико-технический институт АН БССР(56) Журнал Всесоюзного химического общества ТХХХ 1 У, М 4, 1989, с, 519 - 527.(54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДЛИННОМЕРНЫХ ПРОВОДНИКОВ ИЗ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНОЙ СВ ЕРХПРОВОДЯЩЕЙКЕРАМИКИ Изобретение относит металлургии и может бь для изготовления длинном ков из высокотемпературн щих керамик электр назначения,Целью изобретения я ние токонесущих характе ка и их стабилизация,Способ осуществляют зом. Пластичную оболочку той, содержащей 98-80 ма 2-20 мас.% Ац, после че деформацию заготовки и последующей электрохим кой при 400 - 750 С и напВ качестве шихты для стичной оболочки (напр используется ультрадис размером частиц керами серебра 50-800 А 0. Ультр та обладает большей тех 1 О 9(57) Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к способам изготовления длинномерных проводников из высокотемпературной сверхпроводящей керамики. Цель изобретения - повышение токонесущих характеристик проводника и их стабилизация, Пластичную оболочку (например серебряную) заполняли шихтой следующего состава, мас,%: УВа 2 СозОх 98-80; Ад 2 - 20 и осуществляли деформацию заготовки при 450 - 800 С с последующей электрохимической обработкой при 400-750 С и напряжении 0,01 - 2,5 В. 1 табл. стичностью при 450 - 800 С, чем керамика микронных размеров. Причиной этого явля ется межзеренное скольжение, сопровожда ющееся динамической рекристаллизацией, В процессе деформации (экструзии, и рокатки) частицы серебра удлиняются и шихта приобретает волоконное строение: в матрице из керамики расположены волокна серебра длиной 200-5000 А, Размер зерен шихты составляет 0,1 - 0,3 мкм и они вытянуты в направлении деформации удлинения.Такое строение сердцевины придает проводнику гибкость и повышает прочность, в том числе и на изгиб. Снижение содержания серебра в шихте менее 2 мас.% ведет к резкому различию в пластических характеристиках оболочки и сердцевины, что приводит к растрескиванию сердцевины, что приводит к растрескиванию сердцевины и разрывам оболочки, Увеличение содержания серебра более 20 мас.% снижает электрические характеристики проводника, После экструзии шихта обеднена кислородом и находится не в сверхпроводящем со1734951 Плотность тока, А/см Состав шихты Режим изготовления После навивки400 500 750 400 400 350 800 400 400 400 450 600 800 100 850 450 450 450 450 450 стоянии, Насыщение кислородом осуществляется электрохимически. К обоим концампроводника присоединяются два электрода, один из которых выполнен из твердогоэлектролита, например, 2 г 02 + 10 мас.о 5УОз, При пропускании постоянного электрического тока молекулярный кислород наповерхности твердого электролита в ион.+4 ет.е. 02 20, а на границе твердый электролит - сверхпроводящая керамика происходит электрохимический перенос О(твердый электролит) -+ О (сверхпроводящая шихта), Твердый электролит в такомрежиме работает как кислородный насос, 15насыщая шихту кислородом, и переводит еев сверхпроводящее состояние,Этот метод не требует отжига шихтыпри высоких (900-950 С) температурах всреде кислорода в течение десятков часов. 20Процесс протекает в зависимости от размеров проводника за 1 - 6 ч. В случае необходимости может использоватьсядополнительный электрод изтвердого электролита, Для этого в серебряной оболочке 25выполняется отверстие, через него в керамике присоединяется дополнительныйэлектрод. Электрохимическое насыщениеведется при относительно низких температурах и малых длительностях, поэтому процесс рекристаллизации керамики неуспевает произойти, особенно в условиях,когда матрица пронизана ультрадисперсными волокнами серебра, Это обеспечиваетсокращение прочностных характеристик 35проводника при достаточно высоких токонесущих показателях, При температурахэлектрохимической обработки менее 400 Сэлектрохимический перенос ионов кислорода из твердого электролита не протекает и 40проводник не переходит в сверхпроводящее состояние, Повышение температурыболее 750 С ведет к рекристаллизации шихты, росту зерна керамики, снижению прочностных и токовых характеристик проводника.Повышение напряжения в процессе электропереноса более 2,5 В ведет к перегреву проводника, локальной рекристаллизации керамики и ухудшению прочностных и токовых характеристик проводника. Снижение напряжения менее 0,01 В не обеспечивает переноса кислорода, шихта не переходит в сверхпроводящее состояние, Снижение температуры деформирования менее 450 С приводит к нарушению сплошности сердцевины, микротрещинам и падению плотности тока, В то же время увеличение температуры деформирования более 800 С ведет к рекристаллизации и охрупчиванию проводника и его разрушен и ю и ри сгибах.В таблице приведены токовые характеристики проводника, полученные по предлагаемому способу после навивки на стержень диаметром 100 мм. Диаметр провода 1 мм.Из данных таблицы следует, что описанный способ повышает и стабилизирует критический ток проводника и изделия,Формула изобретения Способ изготовления длинномерных проводников из высокотемпературной сверхпроводящей керамики, включающий наполнение пластичной оболочки шихтой, содержащей УВа 2 СцзОх, и деформацию заготовки, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения токонесущих характеристик проводника и их стабилизации, в шихту дополнительно вводят А 9 при следующем соотношении компонентов, мас, о:УВа 2 СцзОх 98-80 А 9 2 - 20, при этом деформацию ведут при 450-800 С с последующей электрохимической обработкой при 400 - 750 С и напряжении 0,01 - 2,5 В,1734951 Продолжение таблицы 10 15 20 25 30 35 40 Составитель Г.ЗагорскаяТехред М,Моргентал Корректор С.Шевкун Редактор О.Хрипта Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101 Заказ 1772 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5