Изделие из оксидного сверхпроводящего материала Советский патент 1990 года по МПК H01B12/00 

Изобретение относится к области электротехники, преимущественно к получению изделий из высокотемпературных сверхпроводящих материалов. Цель изобретения - улучшение механических свойств оксидного сверхпроводящего материала. Изделие из оксидного сверхпроводящего материала представляет собой матрицу из указанного материала, в которой распределены металлические волокна, имеющие длину менее 2 мм и диаметр 5 - 100 мкм, причем поверхностный слой волокон состоит из серебра или золота. Волокна предпочтительно выполнены из сплава железо-никель-хром. 1 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к электротехнике, преимущественно к получению Изделий из высокотемпературных сверхпроводящих материалов.

Цель изобретения - повышение ме- , ханических свойств оксидного сверхпроводящего материала.

Предлагаемое изделие из оксидного сверхпроводящего материала представляет собой матрицу из оксидного сверхпроводящего материала, в которой распределены металлические волокна, имекш е длину менее 2 мм и диаметр 5-100 мкм, причем поверхностный слой волокон состоит из серебра или золота. Волокна выполнены из сплава железо-никелы-хром.

Преимуществом такого материала -. является то, что, когда сверхпроводимость снижается например, в результате увеличения температуры, хорошая удельная теплопроводность и токопро- водимость сохраняются. Такой эффект защиты достигается особенно при высокой степени заполнения композиционного материала, в котором, например, можно применять до 40% частиц от объема. Частицы состоят из одного или нескольких металлов. Такие частицы особенно пригодны, чтобы быть нагру-. женными до предела прочности на рас- .тяжение. Когда применяют металлические частицы, .коэффициент расширения не является критическим, так как Металлы могут пластически деформироваться .

На частицах не могут быть образованы органические связуюгцие слои, . так как они не могут вь ерживать высокую температуру, при которой про

оо о

со

О4

исходит спекание материала матрицы, и остальные части могут неблагоприятные влиять на состав сверхпроводящего материала. Частицы применяют в,. форме волокон,, с которыми достигаются хорошие механические свойства. Волокна имеют длину менее 2 мм и диаметр 5-100 мкм и могут применяться, например, в произвольно ориентированной или в ориентированной форме. Нап , применяют волокна из пластичного материала, который не повреждается во время смешивания и ухфочняет ся посредством дисперсионного твердения во время спекания материала матрицы. ,..

Для исключения реакции металла со сверхпроводящим материалом применяют частицы, поверхность которых состоит из металла, а именно из серебра или золота. При этом исключается нарушение содержания кислорода и валентность ионов меди, что важно для сверхпроводящего состояния и высокого значения переходной температуры (Тс). Выбор серебра и золота определяется тем, .что они не вступают в.реакцию со сверхпроводящим материалом. Сродство с кислородом низкое. Металлы не являются многовалентными, таким образом на валентность ионов меди не оказывается влияние.

Можно применять волокна из сравнительно мягких металлов, например . золота и серебра, потому что эти металлы увеличивают пластичность композиционного материала. Применяют частицы в форме волокон из сплава железа, никеля и хрома, имеющих плакирующий слой из серебра и меди. Такие сплавы могут содержать другие элементы, например Мо и С.

Пример. Применяют металлй- . ческие волокна, имеющие .среднюю дли- йу 1 -ММ и средний диаметр 8 мкм. Волокна состоят ИЗ компонентов, мас.%: Сг 22, Fe 18, Ni 48, Mo 9, С, Со и W

остальное. Коэффициент расширения

,-6,0

сплава равен приблизительно 1210 /с Волокна плотно плакированы серебром толщиной примерно 1 мкм.

Металлические волокна промывают в воде, сушат и просеивают .сито, имеющее ячейки размером 1,5 мм. Смесь приготовляют из 30 об.% металлических волокон и 70 об.% Y 5 Y .

0

5

0

5

0 1

60 г смешиваемых материалов, и 120 г бутанона тщательно перемещива- ют в течение 5 с в кофемолке. Затем смесь соскабливают со стенок кофемолки и еще раз перемещивают в течение 5,с. Для исключетшя во зможного повреждения металлических волокон перемешивание было непродолжительным.

Полученную массу высушивают. Получают лепешку, которую разламывают и измельчают до крупнозернистого порошка при помощи сита, имеющего ячейки размером 1,5 мм. Порошок состоит из зерен, которые содержат металлические волокна и керамические частицы.

Порошок помещают в форму из ис- . кусственной смолы, например полиметил мета крил а та, слоями толщиной 5мм, которые каждый раз разглаживают до образования следующего слоя, таким образом исключается образование пустот. Затем порошок прессуют до заданной Формы под давлением 10 - Па в зависимости от размеров изделия.

Затем промежуточный продукт уплот- Iняют посредством изостатического прес- сования в масляной емкости и тщатель5

0

5

0

5

но упаковывают для исключения прямого контакта с маслом. Давление 5Х 5-10 Па.Затем продукт прессуют в. горячем состояний в атмосфере азота под давлением 7-10 Па. Скорость нагрева составляет 200°С/ч, причем продукт вьдерживают при максимальной температуре 950°С в течение 15 мин. Эту стадию, при которой происходит спекание, осуществляют по возможности быстро, чтобы предупредить повреждение металлических волокон.

Продукт медленно охлаждают в.атмосфере кислорода, чтобы в сверхпроводящем материале присутствовало правильное количество кислорода.

Предлагаемое изделие имеет хорошие механические свойства, высокую однородность сверхпроводящего материала , причем его критическая плотность тока имеет высокое значение. Формула изобретения

51613003

и диаметр 5-100 мкм, причем поверх- t 2. Изделие поп.1, отлича- ностный слой волокон состоит из се- ю щ е е с я тем, что волокна вьшолребра или золота.йены из сплава железо-никель-хром..