Hogyan készítsünk egy magas hőmérsékletű szupravezető az iskolában laboratórium - iskola №by

Természetesen az iskoláinkban elvégzésére bonyolultabb kísérleteket írunk. Sok alkatrészek és szerszámok, mi kevésbé hozzáférhető.

Tehát először is kínálunk, hogy megtanulják, hogyan lehet az összetétele a szupravezető Y-Ba-Cu-O. Kiindulási komponensek szükség ittrium-oxid Y2 O3. bárium-karbonát BaCO3 és CuO réz-oxid.

Vegyünk 1,13 g ittrium-oxid, 3,95 g bárium-karbonát és 2,39 g réz-oxiddal.

Keverjük, majd őrölni, hogy port egy mozsárban.

A kapott elegyet otozhgite - túlélni egy kemencében 950 ° C-on körülbelül 12 órán át.

Fantasztikus a kapott egyösszegű és újra verni azt egy mozsárban.

SPRESSO port tablettákká (esetleg utólag végezzen olyan vizsgálatokat kell más formái, mint például a gyűrűk).

Ismét otozhgite kapott tabletták ugyanezen a hőmérsékleten, és ugyanabban az időben, de most a kötelező etetés oxigén kemence.

Lassan hűvös tabletta - hőmérséklet-csökkentés mértéke nem haladhatja meg a 100 ° / h.

Biztonsági tudnivalók

Amint szupravezető anyag maga Y-Ba-Cu-O, és a kiindulási komponensek nem minősülnek toxikus anyagok. Azonban, ha velük dolgozni, akkor követnie kell bizonyos szabályokat. Be kell használni védőszemüveget, kesztyűt, és biztos, hogy viseljen gézkötéssel a száját őrléssel a komponensek egy mozsárban. A por belélegzése bárium-karbonát és réz-oxid káros. A műveleteket területen felszerelt napellenző - azonban egy kötelező eleme minden kémiai laboratóriumi felszerelések, köztük egy iskolát.

Megjegyzi, hogy a recept

Adott mennyiségű a kiindulási komponensek lehetővé teszik, így körülbelül 7 g szupravezető Y-Ba-Cu-O, vagy körülbelül 5 tabletta, 1 cm átmérőjű és 1 mm vastag. Az alábbiakban a kísérletek, hogy lehet tenni velük, és most néhány a nehézségeket a gyártás.

A kezdeti komponensek nem tekinthetők ritka. Ők biztosan állíthatjuk elő a különböző felsőoktatási intézmények, valamint számos vállalkozás annak érdekében, mentorálás. Szerezd meg a szupravezető leírható egy egyszerű áramkört és egyéb alkatrészek, de ez jobban kezdeni egy adott recept. A edzőkemencébe lehet használni, gyártásához tervezett kerámia. Az ilyen kemencék sok kerámia csésze és művészeti stúdió. Az a tény, hogy a szupravezető gyártott is egy kerámia, valamint néhány ismerős háztartási cikkeket. Csak kell egy kerámia-on-fém, így tabletták különböző színű - fekete.

Elég jelentősen fenntartása a hőkezelési hőmérsékletet. Munka használhatatlan lesz, ha a lágyítási hőmérséklet alatt van 900 ° C-on A felesleges a működési hőmérséklet 100 fok vezet megolvasztjuk a keveréket. Akkor újra kell őrölni, és elölről kezdeni az egészet. Tehát szükség van, hogy ellenőrizze az első kemence hőmérőt általában megjelenik távol az igazi érték.

Fontos, hogy lassan lehűlni gyártott tabletták: gyors hűtéssel elvesztéséhez vezet az oxigén. Így, kezdetben hőkezelés-hűtés ciklust vesz igénybe 20 óra. Meg kell szervezni egy éjszakai virrasztást.

A gyártás is kell nyomni. Az értékelés azt mutatja, hogy az igény olyan erő 7000 kg per tabletta átmérője körülbelül 1 cm, hogy egy jó minta. Úgy tűnik, a tabletta lesz képes tömöríteni még rögtönzött egy csavar sajtó.

Érdemes odafigyelni, hogy a választás a tégely, amelyben a lágy anyagot. Fém tégely reagálni képes a szupravezető, néha nem kívánatos következményekkel jár. Ugyanezen hatás vezethet szennyeződések a nyersanyag keveréket. Például, 2-3% vas szennyező atomok réz helyett gátlásához vezet szupravezetés.

Mi köze készült tabletták

Persze, tudjuk, hogy egy éles visszaesése ellenállása a szupravezető átmenetet. Azonban a szokásos műszerek iskolai laboratóriumi valószínű az ellenállás értékét, hogy megkülönböztesse a szupravezető mintát réz. Sokkal világosabb bemutatása a Meissner-effektus.

Közvetlenül a kísérletek kényelmes öntsük sekély nitrogén habsejtjeiből (lehet használni erre a hab fedél a csomag eszközöket és néhány háztartási cikkek). A folyékony nitrogén nem csak kibír az ujját, de egyébként szinte biztonságos a használata.

A legegyszerűbb tapasztalat az, hogy a nem hűtött nitrogén tabletta fekszik csendben egy mágnes, nem reagálnak a mágneses tér és hűtött lóg rajta. Akkor jön létre a különböző változatai a tapasztalat, beleértve a nagyon lenyűgöző.

A helyzet a tabletta egyik pólusa a mágnes instabil. Úgy tűnt, található a tetején egy csúszós hegy, és viszonylag könnyen csúszik ki az oldalra. Több mint mágneseket kapott mágneses mező konfigurációja a tabletta olyan, mint egy „üreges”. Akkor nem csak a hang, hanem a spin a levegőben.

Mivel a levegő súrlódás kicsi, kiderül, hogy a tabletta, míg az emelkedő hőmérséklet eléri Tc (az átmeneti hőmérséklet a normális állapot). Ezután a tablettát egyszerűen leesik a mágnesek.

Még látványosabb kísérleteket végezhetünk bonyolultabb konfiguráció a mágneses mezőt. Ha egy „üreges” hosszú, a tabletta képes lesz mozgatni mentén a legkisebb ráz, és elég hosszú utazás egy kanyargós úton. Lehűlés után folyékony nitrogénben tabletta pedig visszatartja a szupravezetés levegőn szobahőmérsékleten körülbelül egy percig. Hosszabb kísérleteket kell végezni folyékony nitrogénben gőz. Ami a kényelem, a hűtés könnyebben bizonyítani lebegtető „fordított”: akasztani egy darab mágnes feküdt egy árokban folyékony nitrogénnel tabletta szupravezető.