Сверхпроводящий материал

(51) МПК (2006) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ(71) Заявитель Государственное научное учреждение Объединенный институт физики твердого тела и полупроводников Национальной академии наук Беларуси(72) Авторы Акимов Александр Иванович Лебедев Сергей Александрович Ткаченко Тамара Михайловна(73) Патентообладатель Государственное научное учреждение Объединенный институт физики твердого тела и полупроводников Национальной академии наук Беларуси(57) Сверхпроводящий материал, содержащий атомы таллия, бария, кальция, меди и кислорода в структурной модификации Т 2228, отличающийся тем, что часть атомов кислорода замещена атомами фтора и материал имеет химическую формулу 2228-2, где 0,050,10. Изобретение относится к синтезу новых керамических материалов, а именно к синтезу новых сверхпроводниковых керамических материалов. Впервые высокотемпературные сверхпроводящие оксиды таллия со структурой, производной от 4312, и химической формулой 22-124,получены в 1. В системе Т реализуется относительно большое число высокотемпературных сверхпроводящих фаз, которые делят на две группы в зависимости от структуры слоев Т- (однослойные или двухслойные) 2. Температуры сверхпроводящих переходов всех фаз лежат выше температуры жидкого азота. Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является материал с химической формулой 2228 (сверхпроводящая фаза 2212), который имеет температуру сверхпроводящего перехода 108 К 3. Этот материал выбран авторами в качестве прототипа изобретения. Недостатком прототипа является то, что материал является монокристаллом и соответственно дорог в производстве, можно получать образцы только небольшого размера. Температура сверхпроводящего перехода прототипа - 108 К - недостаточно высока. Необходимо повысить температуру сверхпроводящего перехода. 10634 1 2008.06.30 Общими существенными признаками прототипа и предлагаемого изобретения является содержание в химической формуле материала атомов Т, , , ,в структурной модификации 2228. Сущность предлагаемого изобретения заключается в том, что для повышения температуры сверхпроводящего перехода часть атомов кислорода замещена фтором и материал имеет химическую формулу 2228-2, где 0,050,1. В заявляемом сверхпроводящем материале, содержащем атомы таллия, бария, кальция, меди и кислорода в структурной модификации Т 2 Ва 2 СаС 28, вышеуказанный технический результат достигается тем, что часть атомов кислорода замещена атомами фтора и материал имеет химическую формулу 2228-2, где 0,050,10. Замещение части атомов кислорода на фтор обеспечивает повышение температуры сверхпроводящего перехода материала на основе Т в структурной модификации 2212. В качестве исходных компонентов для синтеза нового сверхпроводящего материала 2228-2 использовали пероксид бария, дифторид бария, оксиды таллия, меди,кальция. Учет повышенной летучести таллия был произведен добавлением избыточного количества Т 2 О 3 (10 мас. ), так что исходная шихта имела состав, описанный в табл. 1. Исходные реактивы имели квалификацию Т 2 О 3 - Ч, ВаО 2 - ОСЧ, 2 -ХЧ,- ЧДА,О - ОСЧ. Для удаления следов гидроксида кальция осуществлялось прокаливаниепри температуре 1000 С в течение 1 ч. Предварительно спрессованные под давлением 100 МПа порошки спекали в течение 4 ч при температуре 840 С (на заданный температурный режим выходили со скоростью 2,8 С/мин) в алундовых тиглях с притертыми крышками. Фазовый состав продукта синтеза исследовали на дифрактометре ДРОН-4 ( - монохроматическое излучение, шаг сканирования 0,05, диапазон сканирования 20-60, экспозиция 2 с в каждой точке). Температура сверхпроводящего перехода образцов определялась резистивным методом (четырехконтактный метод) на постоянном токе. Чувствительность нуль-индикатора составляла 510-9 В. Токовые контакты наносились пастой 1415 . Температурные исследования электросопротивления образца проводились в интервале 77-300 . Точность контроля температур составляла 0,2 . В качестве датчика температуры использовался датчик ТСМФ-Д 1 (термопреобразователь). Точность определения температуры перехода в сверхпроводящее состояние резистивным методом составляла 1 . Примеры состава конкретных полученных материалов в сравнении с прототипом и фазовый состав полученных образцов, а также температура сверхпродящего перехода приведены в табл. 1 и 2. Таким образом, предложенный сверхпроводящий материал 22228-, где 0,050,10, имеет температуру перехода в сверхпроводящее состояние более высокую,чем прототип. Частичное замещение кислорода на фтор в пределах фазы 2212 повышает температуру перехода в сверхпроводящее состояние от 108 К для образца, не содержащего фтор вообще, до 114 К для образца 2228-2 с содержанием фтора 0,10. Таблица 1 Материал Материал 1 Материал 2 Материал 3 Материал 4 Материал 5 Прототип Химическая формула и состав исходной шихты (вес. ) Химическая 23 2 2 10634 1 2008.06.30 Таблица 2 Фазовый состав продуктов синтеза шихты номинального состава 2228-2 (0,030,15) и температуры перехода в сверхпроводящее состояние. Материал Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 3