Сверхпроводящий композиционный материал

(57) Сверхпроводящий композиционный материал. Использование: для изготовления высокотемпературных сверхпроводящих материалов, Сущность изобретения: для повышения механической прочности материала при сохранении его высокотемпературных сверхпроводящих свойств он содержит сверхпроводящее оксидное соединение состава У 1 Ва 2 СцзОт-х 99,5 - 94,0 мас, ч, и связующее - олигометилсилсесквиоксан формулы( 901,)8 ( Н 10( 5 - 6,0 б.20 - 3 деструкции органического связующего в жестких условиях отжига синтеза сверхпроводя щей фазы, реакции продуктов деструкции с последней, а также вОзможного образования коксующегося остатка,Наиболее близким по техническому существу и достигаемому результату к и редлагаемому композиционному материалу является композит, содержащий 4 мас, % поливинилбутираля(ПВБ) и 96 мас. % сверхпроводящего оксидногб соединения состава У 1 Вэ 2 СцзОт-х.Использование ПВБ в качестве связующего позволяет получать заготовки с высокиГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР(56) Брагин В. НДуховной И. С. Исследование процесса удаления связующего из ленточных образцов У 1 Ва 2 Сцз 07- полученных методом шликерного литья, Высокотемпе. ратурная сверхпроводимость, 1989.ц 1 з М, АЕцпд . А., СпоЫадегт А, С. ОВцгбэп ЧГИе А, А., 1 ее ЯТЬе 1 аЬгсалоп о а сегэвс зцрегсопдцсОп 9 в 1 ге, Яцрегсопд. Зе, апд Тесппо, 1988, М 1.Авторское свидетельство СССРМ 1496530, кл. Н 01 В 12/00, 1989.Хананашвили Л, М., Андрианов К, А.Технология элементоорганических мономеров и полимеров. - М,; Химия, 1983, с, 416, (54) СВЕРХПРОВОДЯЩИЙ КОМПОЗИЦИОННЫЙ МАТЕРИАЛ Изобретение относится к области получения композиционных высокотемпературных сверхпроводящих (ВТСП) материалов.Известно использование полимерных связующих в композиционных материалах на основе высокотемпературных сверхпроводящих оксидных соединений.Однако использование поливинилбутирэля, сложных связующих на основе эпоксисоединений и синтетического каучука неизбежно приводит к ухудшению физико- механических характеристик конечного изделия вследствие термоокислительной с. ч, Прочность материала нМПа, 1 табл,ми физико-механическими характеристиками(холодная прочность, низкая пористостьи т, д.),Однако, при использовании этого связующего в высокотемпературном синтезе,конечные иэделия не обладают достаточноймеханической прочностью вследствие низкой термостойкости материала на основеэтого связующего.Кроме того, происходит частичный распад сверхпроводящей фазы вследствие реакции с продуктами пиролиза ПВБ, чтоприводит к деградации ВТСП-свойств,Цель изобретения - создание сверхпроводящего композиционного материала, обладающего повышенной механическойпрочностью, на основе сверхпроводящегооксидного соединения состава У 1 Ва 2 Соз 07-хи полимерного связующего.Поставленная цель достигается тем, чтов состав композиционного материала в качестве полимерного связующего используется олигометилсилсесквиоксан формулы при следующем соотношении компонентов, мас, :Олигометилсилсесквиоксанформулы (1) 0,5 - 6 С верх проводящееоксидное соединениесостава У 1 Ва 2 Соз 07-х 99,5 - 94 Максимальное и минимальное количество олигометилсилсесквиоксана выбрано с учетом того, что при большем содержании связующего вероятно значительное ухудшение сверхпроводящих свойств компоэита, а при меньшем содержании связующего требуемый эффект увеличения механической прочности композиционного изделия будет незначительным,С целью формирования прочной полимерной матрицы, а также предотвращения деградации ВТСП-свойств композита, термообработку проводили следующим способом:20 - 800 С - нагрев, скорость 200"С/ч, в среде аргона, расход газа 0,6 л/мин800 С - выдержка в течение 4 ч в среде аргона, расход газа 1,0 л/мин800 - 950 С - нагрев, скорость 300 С/ч, в среде кислорода, расход газа 1,4 л/мин.;950 С - выдержка в течение 3 ч в среде кислорода, расход газа 1,4 л/мин.Охлаждение образцов проводили вместе с печью в течение 6 ч в токе кислорода. Полиметилсилсесквиоксановый лакпредставляет собой раствор с олигометилсилсесквиоксана в смеси растворителей(ацетона и толуола),5 Технический полиметилсилсесквиоксановый лак должен удовлетворять следующим требованиям:Внешний вид Однородный раствор отбесцветного до желтого цвета10 Содержание нелетучихвеществ, 40 + 3Вязкость при 20 С, не менее 1,5рН неводного раствора 5 - 7Полиметилсилсесквиоксановый лак мо 15 жет быть использован в качестве основы дляполучения жаропрочных и малогорючихпрессматериалов,Примеры 1 - 3.Композиционную систему готовили20 смешением олигометилсилсесквиоксана(молекулярная масса 700 - 800 усл, ед,), взятога в виде 40%-ного раствора в ацетоно-толуольн зй смеси и порошкасверхпроводящего оксидного соединения25 состава У 1 Ва 2 Сиз 07-х (ТУ 6-09-02-465-87),В смесь добавляли при перемешиванииизопропиловый спирт до достижения сметаноподобной консистенции. Затем сметанообразную массу помещали на30 фторопластовую подложку и сушили в течение суток при 50 С. Далее высушенный компоэит подвергали размолу в вибромельницевтечение 3 ч, Получали порошок с размером35 частиц в пределах 3 - 10 мкм,Заготовки в виде прямоугольных пластинок 15 х 8 х 1 мм формовали при Руд = 0,7ГПа.Термообработку заготовок иэделий из40 композиционного материала производилиследующим способом:20 - 8000 С - нагрев, скорость 200 С/ч,в среде аргона, расход газа 0,6 л/мин.;800 С - выдержка в течение 4 ч в среде45 аргона, расход газа 1,0 л/мин.;800-950 С - нагрев, скорость 300 С/ч,в среде кислорода, расход газа 1,4 л/мин95 ОЯС - выдержка в течение 3 ч, в средекислорода, расход газа 1,4 л/мин.50 Охлаждение образцов проводили вместе с печью в течение 6 ч в токе кислорода.Прочность на изгиб и температуруВТСП-перехода полученных изделий имелазначения, приведенные в таблице.55 Анализ приведенной таблицы показывает, что композиционные изделия с содержанием полимерного связующего менее 0,5мас. при сохранении ВТСП-свойств не обладают желаемой механической прочностью, тогда как композиционные изделия ссодержанием связующего 6 мас.при зна1756945 при следующ в, мас.%: Олигометилс приведенно Сверхпровод оксидное сое состава УВа м соде нии ком ен лсесквиоксаформулыщеединениеСОЭ 07-х 0,5 Сверхпроводящ материал на основе о состава У 1 Ва 2 Сцз 07.х ющего, о тл и ч а ю щ и 5 - 9 ий композиционныйксидного соединенияи полимерного связуйся тем,что,сцелью 2 Составитель В.Ар Техред М.Морген шкин Корректор Е.Папп Редактор Н.Химчу каз 3091 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКН 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 изводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 1 ской прочности не обладают ВИСП-свойствами. Можно сделать вывод о максимальном 5 мас.,) и минимальном (0,5 мас,ф) содержании олигометилсилсесквиоксана в сверхпроводящих композитэх, 5Технико-зкономическое преимущество изобретения заключается в том, что оно позволяет получать сверхпроводящие композиционные изделия. с прочностью в 2 раза превышающей прочность изделий не толь ко из чистой керамики, но и композитов на основе поливинилбутираля и имеющие температуру перехода в сверхпроводящее состояние около 86 К,формула изобретени 15 повышения механической прочности материала при сохранении сверхпроводящих свойств, в качестве полимерного связующего он содержит олигометилсилсесквиоксан формулы