Сверхпроводящий композиционный материал Советский патент 1992 года по МПК H01B12/00 

ми физико-механическими характеристиками (холодная прочность, низкая пористость и т. д.).

Однако, при использовании этого связующего в высокотемпературном синтезе, конечные изделия не обладают достаточной механической прочностью вследствие низкой термостойкости материала на основе этого связующего.

Кроме того, происходит частичный распад сверхпроводящей фазы вследствие реакции с продуктами пиролиза ПВБ, что приводит к деградации ВТСП-свойств.

Цель изобретения - создание сверхпроводящего композиционного материала, обладающего повышенной механической прочностью, на основе сверхпроводящего оксидного соединения состава YiBaaCuaOy-x и полимерного связующего.

Поставленная цель достигается тем, что в состав композиционного материала в качестве полимерного связующего используется олигометилсилсесквиоксан формулы

СН3$Ю 8- СН35(ОН)32 (1)

при следующем соотношении компонентов, мае. %:

Олигометилсилсесквиоксан

формулы (1)0,5-6

Сверхпроводящее

оксидное соединение

состава YiBa2Cu30 -x99,5 - 94

Максимальное и минимальное количество олигометилсилсесквиоксана выбрано с учетом того, что при большем содержании связующего вероятно значительное ухудшение сверхпроводящих свойств композита, 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/мин,;

800°С - выдержка в течение 4 ч в среде аргона, расход газа 1,0 л/мин.;

800 - 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 лак представляет собой раствор с олигометилсилсесквиоксана в смеси растворителей (ацетона и толуола).

5Технический полиметилсилсесквиоксановый лак должен удовлетворять следующим требованиям:

Внешний вид Однородный раствор от бесцветного до желтого цвета 0 Содержание нелетучих

веществ, %40 ± 3

Вязкость при 20°С, не менее1.5

рН неводного раствора5-7

Полиметилсилсесквиоксановый лак мо- 5 жет быть использован в качестве основы для получения жаропрочных и малогорючих прессматериалов.

Примеры 1-3.

Композиционную систему готовили 0 смешением олигометилсилсесквиоксана (молекулярная масса 700 - 800 усл. ед.), взятого в виде 40%-ного раствора в ацетоно-то- луольнэй смеси и порошка сверхпроводящего оксидного соединения 5 состава YiBa2Cu30 -x (ТУ 6-09-02-465-87).

В смесь добавляли при перемешивании изопропиловый спирт до достижения смета- ноподобной консистенции. Затем сметано- образную массу помещали на 0 фторопластовую подложку и сушили в течение суток при 50°С. Далее высушенный композит подвергали размолу в вибромельнице в течение 3 ч. Получали порошок с размером 5 частиц в пределах 3-10 мкм.

Заготовки в виде прямоугольных пластинок 15 х 8 х 1 мм формовали при Руд 0,7 ГПа.

Термообработку заготовок изделий из 0 композиционного материала производили следующим способом:

20 - 800°С - нагрев, скорость 200°С/ч, в среде аргона, расход газа 0,6 л/мин.;

800°С - выдержка в течение 4 ч в среде 5 аргона, расход газа 1,0 л/мин.;

800 - 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. 0 Охлаждение образцов проводили вместе с печью в течение 6 ч в токе кислорода.

Прочность на изгиб и температуру ВТСП-перехода полученных изделий имела значения, приведенные в таблице. 5 Анализ приведенной таблицы показывает, что композиционные изделия с содержанием полимерного связующего менее 0,5 мас.% при сохранении ВТСП-свойств не обладают желаемой механической прочностью, тогда как композиционные изделия с содержанием связующего 6 мас.% при знаской прочности не обладают ВИСП-свойст- вами. Можно сделать вывод о максимальном (5 мас.%) и минимальном (0,5 мас.%) содержании олигометилсилсесквиоксана в сверхпроводящих композитах

Технико-экономическое преимущество изобретения заключается в том, что оно позволяет получать сверхпроводящие композиционные изделия с прочностью в 2 раза превышающей прочность изделий не только из чистой керамики, но и композитов на основе поливинилбутираля и имеющие температуру перехода в сверхпроводящее состояние около 86 К.

Формула изобретения

Сверхпроводящий композиционный материал на основе оксидного соединения состава YiBa2Cu307-x и попимерного связующего, отличающийся тем, что, с целью 20

повышения механической прочности материала при сохранении сверхпроводящих свойств, в качестве полимерного связующего он содержит олигометилсилсесквиоксан формулы

CH3SiO g- CH3SiO(OH)2

10

при следующем содержании компонентов, мас.%:

Олигометилсилсесквиоксан приведенной формулы0,5-6,0

Сверхпроводящее оксидное соединение состава YiBa2Cu307-x99,5 - 94,0

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-|Ва2Сиз07-х 99,5-94,0 мае ч. и связующее - олигометилсилсесквиоксан формулы о1)5 8- сн5$ю(он)2 - 0,5 - 6,0 мае. ч. Прочность материала на изгиб 20 - 39 МПа. 1 табл. сл с деструкции органического связующего в жестких условиях отжига синтеза сверхпроводящей фазы, реакции продуктов деструкции с последней, а также возможного образования коксующегося остатка. Наиболее близким по техническому существу и достигаемому результату к предлагаемому композиционному материалу является композит, содержащий 4 мае % поливинилбутираля(ПВБ) и 96 мае % сверхпроводящего оксидного соединения состава УтВагСизОт-хИспользование ПВБ в качестве связующего позволяет получать заготовки с высокиVJ ел о чэ 4 СП