Magas hőmérsékletű szupravezető kerámiák
MAGAS HŐMÉRSÉKLETES SUPERCONDUCTING CERAMICS MAGAS HŐMÉRSÉKLETES SUPERCONDUCTING CERAMICS
Magas hőmérsékletű szupravezető kerámiák (HTSCs-kerámiák), kerámia (lásd. Kerámia). oxidált magas hőmérsékletű szupravezetők alapján (lásd: OXIDIC SEMICONDUCTORS). Először szupravezető kerámiák kaptuk 1986 J. Bednorz (lásd. A Johannes Georg Bednorz) és K. Müller (lásd. MULLER Charles Alexander). a Nobel-díj felfedezéséért. Ezt kerámia készült alapján lantán, bárium és a réz-oxid (La2-x Bax CuO4), és a szokatlanul magas képest az ismert szupravezető anyagok, míg a szupravezető átmeneti hőmérséklet Tc = 35 K Egy évvel később irányítása alatt a P. Chu kaptunk kerámiák alapuló ittrium-bárium-réz-oxid, YBa2 Cu3 O7-x Tc = 93 K Ezek a felfedezések tett szupravezetés (lásd. a szupravezetés) ígéretes gyakorlati alkalmazására.
A magas hőmérsékletű szupravezető kerámiák, mint a szokásos kerámiák, oxidporokból készülnek. Előállítása kerámia-oxid magas hőmérsékletű szupravezetők az alábbi alapvető lépéseket: adagolás kezdeti töltés komponensek, homogenizáljuk a szakaszos, magas hőmérsékletű (hőmérsékleten körülbelül 800-1100 ° C) tartalmazó szintézissel állítunk imádkozzatok közbenső töltés és alkotó (préseléssel) és zsugorítására kerámiatárgyak.
A kapott anyagok sűrűségét és mikrostruktúráját erősen befolyásolja a kiindulási por állapota és a szintézis körülményei. A kerámia anyagok nem irányított szemcséket, pórusokat tartalmaznak, és szinte mindig az extrém fázisok keverékét tartalmazzák. A magas hőmérsékletű szupravezető kerámiák szintézisében a finom porok alacsonyabb hőmérsékleten kezdik a sütést, mint a durva szemcsék. Ezzel elkerülhető a folyadékfázis jelentős mennyiségének kialakulása és a minta deformációja. A kis mennyiségű szennyeződés oxidok bevezetése az alapösszetételben pozitívan befolyásolja a kerámia tulajdonságait, hozzájárulva a szükséges textúrák kialakulásához.
A HTSC kerámiák mechanikai és elektromágneses tulajdonságait közvetlenül a szemcsék, pórusok és mikrofestékekből álló, lényegében heterogén struktúra okozza, amelyek rendszerint a szemcsék határán helyezkednek el. A formáció és a pusztítás mikroszerkezetének szupravezető kerámiák során a szintere elősegíti a megjelenése belső feszültségek, és a munka anyag különböző mechanikai és termikus körülmények között. Szupravezető kerámiák áll szupravezető szemcsék jellemzi elegendően magas kritikus áramsűrűség jkr, de mivel a szemcseközi teret alacsony jkr, a kritikus sűrűségű közlekedési magas hőmérsékletű kerámia áram csökken, ami hátráltatja annak használata a szakterületen.
A mai napig számos olyan szupravezető kerámia készült, amelyek ritkaföldfém elemeket tartalmaznak Y, Ba, La, Nd, Sm, Eu, Cd, Ho, Er, Tm, Lu. Ezekre a kerámiákra a kísérleti vizsgálatok a szupravezető átmeneti hőmérsékletet a 86 K-tól 135 K-ig terjedő hőmérséklet-tartományba esik.
A leggyakoribb a lantán-kerámiák (LA1-Xbal) 2CuO1-y, Tc = 56 K, ittrium kerámiák alapuló Y-Ba-Cu-O Tc = 91 K, bizmut alapú kerámiák Bi-Sr-Ca-O, Tc = 115 K, tallium alapú kerámiák Tl-Ba-Ca-Cu-O Tc = 119 K, a higany kerámiák HgBa2Ca2Cu3O8 + x Tc = 135 K.
A texturált kerámiák előállítására szolgáló technológiát fejlesztették ki, amely lehetővé tette az aktuális sűrűség nagyságrenddel történő növelését. Azonban elég nagy termékek, huzalok vagy szalagok beszerzése a kerámia magas hőmérsékletű szupravezetőkből meglehetősen összetett technológiai feladat marad. Kompakt robusztus elemek különböző formájú és méretű, általában Y-Ba-Cu-O-oxid szupravezető kerámia és hosszadalmas kompozit szupravezetők - alapú vegyületek Bi-Pb-Sr-Ca-Cu-O a kagyló különböző fémek és ötvözetek . Az ilyen termékek a hatással szupravezetés a folyékony nitrogén hőmérsékletén, és az alábbiakban, egy nagy áram-hordozó jellemzőit, és lehetővé teszi azok használatát nagymértékben csökkenti massogabarity elektromos készülékek, alacsonyabb üzemeltetési költségeket, hozzon létre egy nagyon hatékony és környezeti szempontból biztonságos elektromos rendszer
A mikrohullámú sáv alkotórészeiben a HTSC kerámiák vékonyrétegeit használják egykristályos szubsztrátumokon. A HTSC filmek fő paraméterei általában az ellenállóképesség és a mágneses érzékenység. Ezeket lézerrel és elektronsugaras bepárlással, a gázfázisból kémiai lerakódással, közvetlen és reaktív katódsputterálással, molekuláris sugár epitaksinnel lerakódás útján nyerik.