ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНАЯ СВЕРХПРОВОДЯЩАЯ КЕРАМИКА Российский патент 1997 года по МПК H01L39/12 

Описание патента на изобретение RU2076398C1

Изобретение относится к получению высокотемпературных сверхпроводящих материалов, используемых при изготовлении приборов на сверхпроводниках.

Известна высокотемпературная сверхпроводящая керамика, включающая ( мас. ): YO 17,15; ВаО 46,43; СuO 36,42; (см. D.W. Murphy et al. Processing tech niques for the 93 K superconductor YBa Cu O, Science, 1988. vol. 241, рр. 922-930).

Она характеризуется температурой перехода (Тс) в сверхпроводящее состояние 90 93 К с шириной перехода (ΔTc) 5 К. При этом влагостойкость его может быть обеспечена только специальными мерами защиты.

Наиболее близкой к заявляемой по совокупности признаков (прототип) является высокотемпературная сверхпроводящая керамика, включающая ( мас.): YO 17,13; BaO 46,39; CuO 36,38; ZrO 0,1; (Takequki Suzuki et al. Jorn. of Mat. Sr. Lett. 1989, N 8, pp. 19-20).

Хотя температура перехода в сверхпроводящее состояние такой керамики несколько возросла Тс 93 95 К с шириной перехода Тс 4 5 К, влагостойкость керамики существенно не изменилась. Это обстоятельство требует применения трудоемких и материалоемких специальных мер защиты изделий из такой керамики.

Изобретение направлено на получение влагостойкой высокотемпературной сверхпроводящей керамики, повышение температуры перехода в сверхпроводящее состояние.

Задача решается тем, что высокотемпературная сверхпроводящая керамика, полученная из окиси иттрия, окиси бария, окиси меди и окиси циркония, указанные компоненты содержит при следующем соотношении ( мас.):
Y2O3 16,63 16,80
BaO 45,04 45,51
CuO 35,33 35,69
ZrO2 2,00 3,00
и является влагостойкой. Керамика имеет температуру перехода в сверхпроводящее состояние 104 107 К.

Новым в керамике является соотношение компонентов, в частности содержание ZrO2 в диапазоне от 2,0 до 3,0 мас. при котором керамика имеет температуру перехода 104 107 К и влагостойкость.

Сравнительный анализ предлагаемого изобретения с известными из уровня техники показывает, что заявляемое соотношение компонентов не известно. Таким образом, признаки, заявляемые в качестве отличительных, являются новыми для обеспечения поставленной задачи.

Из известного уровня техники также явным образом не следует для специалиста, что именно такое соотношение компонентов обуславливает достижение технического результата. Известно из литературных источников, что ни отсутствие в керамике ZrO2, ни превосходящие количества его от заявляемого диапазона не решают задачу изобретения.

Сущность изобретения иллюстрируется примером исследования свойств полученной высокотемпературной сверхпроводящей керамики.

Пример. Для получения высокотемпературной сверхпроводящей (ВТСП) керамики используют стандартную "керамическую" технологию.

Определение температуры (Тс) и ширины перехода (ΔTc) в сверхпроводящее состояние полученных образцов проводят по кривым температурной зависимости магнитной восприимчивости и электросопротивления.

Влагостойкость полученных образцов керамики исследуют путем погружения их в дистиллированную воду при 373 К на определенное время, после чего образцы высушивают в печи при 398 К. Далее проводят измерение Тс и Δ Тс вышеуказанными методами.

Результаты испытаний образцов ВТСП керамики приведены на фиг. 1: а - измерение температуры перехода керамики YBaCuZrO в сверхпроводящее состояние от погружения в воду; б после высушивания.

Как следует из приведенных графиков, керамика заявляемого состава характеризуется Тс порядка на 107 К шириной перехода порядка 2 К D Тс как до, так и после кипячения (фиг. 1). На фиг. 2 приведена относительная температурная зависимость электросопротивления для образцов с содержанием ZrO2 2,5 мас. (а), температурная зависимость магнитной восприимчивости для того же образца (б). Из представленных графиков видно, что полученная керамика обладает сверхпроводящими свойствами при температурах ниже 107 К с шириной перехода 2 К, что подтверждается как занулением электросопротивления образца, так и изменением магнитной восприимчивости (эффект Мейснера). На фиг. 3 приводится зависимость изменения температуры перехода в сверхпроводящее состояние керамики YBaCuZrO от времени. Каждая точка была получена измерениями температуры перехода керамики до и после цикла кипячения в воде и сушки при 393 К. Из приведенного графика видно, что в течение первых трех месяцев испытаний Тс уменьшается резко с 107 до 97 К, затем с трех до шести месяцев с 97 до 93 К и далее, до 27 месяцев изменяется до 92 К. Через 2,5 г после получения образцы утратили сверхпроводящие свойства выше 77 К, причем произошла резкая деградация образцов.

За пределами заявляемого диапазона содержание ZrO2 в композиции влагостойкость, Тс и D Тс керамики значительно ниже.

Таким образом, заявляемая композиция позволяет получить ВТСП керамику, обладающую Тс на 13 14 K выше в сравнении со свойствами керамики, известной из уровня техники (прототипа), показатели которой равны: Tc 93 K и Тс 1 K.

Высокая влагостойкость полученной керамики позволит получить изделия из ВТСП без изменения существующей технологии и без дополнительных затрат на защитные покрытия.

Похожие патенты RU2076398C1

название год авторы номер документа
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЭПИТАКСИЛЬНЫХ ПЛЕНОК 1992
  • Бочкарев В.Ф.
  • Горячев А.А.
  • Наумов В.В.
RU2046837C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КОМПОЗИТНЫХ МАТЕРИАЛОВ НА ОСНОВЕ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНЫХ СВЕРХПРОВОДНИКОВ 2002
  • Балаев Д.А.
  • Петров М.И.
  • Шайхутдинов К.А.
  • Попков С.И.
  • Гохфельд Д.М.
  • Овчинников С.Г.
RU2228311C2
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНОГО НЕОДИМ-ЦЕРИЕВОГО СВЕРХПРОВОДНИКА 2001
  • Дубровина И.Н.
  • Балакирев В.Ф.
  • Янкин А.М.
  • Зубков С.В.
RU2209798C2
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОРИСТОЙ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНОЙ СВЕРХПРОВОДЯЩЕЙ КЕРАМИКИ НА ОСНОВЕ ВИСМУТА 2004
  • Петров М.И.
  • Балаев Д.А.
  • Шайхутдинов К.А.
  • Попков С.И.
  • Тетюева Т.Н.
  • Овчинников С.Г.
RU2261233C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНОГО СВЕРХПРОВОДЯЩЕГО МАТЕРИАЛА НА ОСНОВЕ СЛОЖНЫХ ОКСИДОВ 1994
  • Дьячкова Т.В.
  • Кадырова Н.И.
  • Зубков В.Г.
  • Зайнулин Ю.Г.
RU2060980C1
ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНЫЙ СВЕРХПРОВОДЯЩИЙ МАТЕРИАЛ И СПОСОБ ЕГО ПОЛУЧЕНИЯ 1992
  • Кулаков М.П.
  • Колесников Н.Н.
RU2051210C1
СПОСОБ ДИФФУЗИОННОЙ СВАРКИ 1993
  • Митин Б.С.
  • Ковшиков Е.К.
  • Антонов В.П.
  • Фролов В.Д.
  • Одиноков С.А.
  • Шермергор Т.Д.
  • Волкова И.В.
RU2041781C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МОНОКРИСТАЛЛОВ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНЫХ СВЕРХПРОВОДЯЩИХ СОЕДИНЕНИЙ ТИПА "123" 2009
  • Ельцев Юрий Федорович
RU2434081C2
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ТОЛСТЫХ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНЫХ СВЕРХПРОВОДЯЩИХ ПЛЕНОК Y BA*002CU*003O*007 1992
  • Калабухова С.В.
  • Киракосян Х.А.
  • Костельцева М.В.
  • Видавский О.В.
RU2083032C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ТАЛЛИЙСОДЕРЖАЩИХ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНЫХ СВЕРХПРОВОДНИКОВ 1992
  • Волков В.Е.
  • Ковалев Ю.Г.
  • Фокина Н.П.
  • Данилов И.Ю.
  • Овчинников С.Г.
  • Чернов В.К.
  • Волкова Г.В.
  • Александров К.С.
RU2021227C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 076 398 C1

Реферат патента 1997 года ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНАЯ СВЕРХПРОВОДЯЩАЯ КЕРАМИКА

Использование: получение высокотемпературных сверхпроводящих материалов. Сущность изобретения: высокотемпературная сверхпроводящая керамика содержит окись иттрия 16,63 - 16,80 мас.%, окись бария 45,04 - 45,51 мас.%, окись меди 35,33 - 35,69 мас.% и окись циркония 2,00 - 3,00 мас.%. 3 ил.

Формула изобретения RU 2 076 398 C1

Высокотемпературная сверхпроводящая керамика, содержащая окись иттрия, окись бария, окись меди и окись циркония, отличающаяся тем, что указанные компоненты она содержит при следующем соотношении, мас.

YO 16,63 16,80
BaO 45,04 45,51
CuO 35,33 35,69
ZrO 2 3у

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 1997 года RU2076398C1

D.W.Mirphu et al
Домовый номерной фонарь, служащий одновременно для указания названия улицы и номера дома и для освещения прилежащего участка улицы 1917
  • Шикульский П.Л.
SU93A1
Одноколейная подвесная к козлам дорога 1919
  • Красин Г.Б.
SU241A1
Tareguri Suruki et al
Jorn
of Materials Science Lett
Механизм для сообщения поршню рабочего цилиндра возвратно-поступательного движения 1918
  • Р.К. Каблиц
SU1989A1
Способ изготовления электрических сопротивлений посредством осаждения слоя проводника на поверхности изолятора 1921
  • Андреев Н.Н.
  • Ландсберг Г.С.
SU19A1

RU 2 076 398 C1

Авторы

Бочкарев В.Ф.

Олейник Р.Н.

Тимофеева Л.Ю.

Даты

1997-03-27Публикация

1992-03-02Подача