Способ получения высокотемпературных сверхпроводников на основе оксида таллия

) 2 ОО 5113 С 9) К БРЕТЕ ПАТЕНТУ омитет Российской Федераци о патентам и товарным знака ОПИ САНИ(71) Институт физики СО РАН; Красноярский государственный университет; Институт химии и химико-металлургических процессов СО РАН(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВЬИ;ОКОТЕМПЕРАТУРНЫХ СВЕРХПРОВОДНИКОВ НА ОСОБЕОКСИДА ТАЛЛ ИЯ(57) Использование: при синтезе высокотемпературных сверхпроводников с улучшенными критическими параметрами. Сущность изобретения: смешивают порошки соединений бария, кальция и меди, проводят синтез и измельчение, е спек вводят оксид таллия, 1 - 3 моль нитрата аммония, модифицирующую добавку в виде оксида циркония или гафния в количестве 0;1 - 0,8 моль, по отношению к таллию и фторид бария в количестве, эквивалентном количеству модифицирующей добавки, смешивают, прессуют и проводят отжиг при 860 - 872 С в течение 7 - 1 О мин. 1 ип,их размеры и форму. В результате оксид металла остается в межзеренном пространстве и способствует улучшению физико-химических параметров образца ВТСП: увеличение Тс, уменьшение ЬТС, повышение стабильности по отношению к воздействие внешней среды, улучшение ,механических свойств,П р и м е р 1. Готовят тройной оксидбария, кальция и меди. смешивают компоненты в. стехиометрических соотношениях, смесь гомогенизируют, компактуют и отжигают. В спек вводят оксид таллия (1), нитрат аммониЯ В количестве 1,0 молЯ и модифици 50 Изобретение относится к области материаловедения и может быть использовано в синтезе высокотемпературных сверхпроводников (ВТСП) с улучшенными критическими параметрами, Один из путей 5 получения ВТСП-материалов с улучшенными критическими параметрами - введение в них в процессе синтеза различных модифицирующих добавок.10Наиболее близким к предлагаемому способу по технической сущности и дости- гаемому результату является способ получения таллийсодержащей оксидной керамики путем смешивания порошков со единений кальция, стронция и меди, терм ообработки смеси, введения в измельченный спек Т 120 з и РЬО и окончательной термообработки при 900 или 985 С в течение 15 мин. 20Цель изобретения - улучшение критических параметров образцов и сокращение продолжительности синтеза.Поставленная цель достигается тем, что при синтезе таллийсодержащих ВТСП в 25 смесь Ва 2 СаСОлОх (тройной оксид) после отжига и измельчения спека вводят одновременно оксид таллия (11), нитрат аммония в количестве 1-3 моля, модифицирующую добавку оксида металла в коли честве 0,1-0,3 моля на один моль таллия и эквивалентное оксиду количество фторида бария. Смесь перемешивают, прессуюттаблетки и отжигают в течение 7 - 10 мин при 860-872" С, Качество таблеток можно улуч шить повторным перетиранием и кратковременным отжигом,Сущность способа залючается в следующем.Оксид металла вводится в предшест венник одновременно с Т 20 з. ННЙОз и ВаГг. Введение нитрата аммония ликвидирует дефицит кислорода в образце, а введение фторида бария обеспечивает оптимальные условия кристаллизации об разца и определяет морфологию частиц; рующую добавку: в одном случае 0,2 М 2 г 02, в другом - 0,2 М НЮ 2, смесь перемешивают, прессуют таблетки и отжигают в течение 7 - 10 мин при 860 - 872 "С,На чертеже приведена температурная зависимость магнитной восприимчивости образцов полученной керамики Т 12 гз Как видно из чертежа, при модифицировании только оксидами металлов (без добавления ВаР 2) наблюдается очень малая концентрация сверхпроводящей фазы и значительное уширение сверхпроводникового перехода (кривые 1,1 и 2,1),П р и м е р 2. Осуществляют синтез керамики Т 1122 з по,методике, описанной в примере 1, но наряду с 0,2 М 2 гО в одном случае и 0,2 М Н 02 - в другом вводят эквивалентное количество фторида бария, При этом резко возрастает концентрация сверхпроводящей фазы и сужается величина сверхпроводящего перехода - достигаются оптимальные физико-химические характеристики,П р и м е р 3. Осуществляют синтез керамики Т 122 з по методике, описанной в примере 1. но модифицирующую доб ав ку оксидов металлов вводят в количестве 0,8 М - в одном случае Вц 02, в другом - 2 г 02, а добавку ВаЕ 2 вводят в количестве 0,8 М, а нитрат аммония - в количестве 3,0 М. Физико-химические характеристики полученной керамики оптимальны: концентрации сверхпроводящей фазы 95 Тс = 110 - 112 К.П р и м е р 4. Осуществляют синтез керамики Т 1 газ по методике, описанной в примере 1, но в качестве модифицирующих добавок вводят по 0,1 моля в одном случае Ге 20 з, в другом Зп 02 и вводят эквивалетное количество ВаР 2 (0,1 М). Физико-химические характеристики полученной керамики оптимальны. Концентрация сверхпроводящей фазы составляет 95%, величина сверхпроводящего перехода 110-112 К,Продолжительность отжига (7-10 мин) выбрана экспериментально, Уменьшение времени отжига приводит к тому, что в Образце остается часть соли аммония; качество керамики при этом ухудшается, а физико-химические параметры не достигают оптимального значения. Увеличение времени отжига приводит к потере таллия, и следовательно, к нарушению стехиометрического состава и ухудшению сверхпроводящих свойств. Температурный интервал отжига образцов также подобран экспери- МЕНтаЛЬНО.Таким образом, предлагаемый способ синтеза таллийсодержащих образцов ВТСГ обеспечивает значительное улучшение кри2005113 40 тических физико-химических параметров об азцов и позволяет резко сократить проо радолжительность отжига с нескольких часа ов до 7 - 10 мин. Формула изобретенияСПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНЫХ СВЕРХПРОВОДНИКОВ НА ОСНОВЕ ОКСИДА ТАЛЛИЯ, включающий смешивание порошко дв сое инений кальия, стронция и меди, синтез, введение в ция, ст оспек оксида таллия и модифициру бавки оксида металла, прессование и от(56) Ее В.Я., Ниапц.Т., ее Л,Н., й/и З.Р ЧЧи Р.Т., А пею 69 п - Тс зирегсопбос 11 п 9 Т-РЬ-Са-Яг-Сц-О зуз 1 ее/Рпузса С., 1988, 156, М 5, с,791-794,жиг, отличающийся тем, что в качестве модифицирующей добавки используют оксид циркони кония или гафния в количестве,1- 10 0,8 моль по отношению к таллию, в спекдополнительно вводят 1,0 - 3, моль нитрата аммония и фторид бария в количестве, эквивалентном количеству модифицирую 2 Сщей добавки, а отжиг ведут при 860 - 8715 в течение 7 - 10 мин.