NO303007B1 - Supraledende metalloxydmateriale, fremgangsmÕte for fremstilling av supraledende materialer, fremgangsmÕte for Õ lede en elektrisk str÷m, og Josephson-effektinnretning - Google Patents
Supraledende metalloxydmateriale, fremgangsmÕte for fremstilling av supraledende materialer, fremgangsmÕte for Õ lede en elektrisk str÷m, og Josephson-effektinnretning Download PDFInfo
- Publication number
- NO303007B1 NO303007B1 NO910514A NO910514A NO303007B1 NO 303007 B1 NO303007 B1 NO 303007B1 NO 910514 A NO910514 A NO 910514A NO 910514 A NO910514 A NO 910514A NO 303007 B1 NO303007 B1 NO 303007B1
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- approx
- superconducting
- tube
- phase
- temperature
- Prior art date
Links
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims description 38
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 9
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 title description 3
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 title description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 10
- 230000007704 transition Effects 0.000 claims description 10
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims description 4
- 229910052745 lead Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 2
- 229910052712 strontium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000002243 precursor Substances 0.000 claims 2
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims 1
- 239000002887 superconductor Substances 0.000 claims 1
- 229910052716 thallium Inorganic materials 0.000 claims 1
- 239000008188 pellet Substances 0.000 description 27
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 16
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 16
- 239000011812 mixed powder Substances 0.000 description 16
- 238000000634 powder X-ray diffraction Methods 0.000 description 15
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 12
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 12
- 239000004570 mortar (masonry) Substances 0.000 description 12
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 11
- 229910002480 Cu-O Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 5
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 4
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910015901 Bi-Sr-Ca-Cu-O Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 3
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000000376 reactant Substances 0.000 description 3
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 3
- 230000005668 Josephson effect Effects 0.000 description 2
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 2
- 230000007717 exclusion Effects 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 239000001307 helium Substances 0.000 description 2
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 description 2
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910008649 Tl2O3 Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 1
- 229910009203 Y-Ba-Cu-O Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- AYJRCSIUFZENHW-UHFFFAOYSA-L barium carbonate Inorganic materials [Ba+2].[O-]C([O-])=O AYJRCSIUFZENHW-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910052797 bismuth Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000002091 cationic group Chemical group 0.000 description 1
- 230000005493 condensed matter Effects 0.000 description 1
- 238000004320 controlled atmosphere Methods 0.000 description 1
- RKTYLMNFRDHKIL-UHFFFAOYSA-N copper;5,10,15,20-tetraphenylporphyrin-22,24-diide Chemical group [Cu+2].C1=CC(C(=C2C=CC([N-]2)=C(C=2C=CC=CC=2)C=2C=CC(N=2)=C(C=2C=CC=CC=2)C2=CC=C3[N-]2)C=2C=CC=CC=2)=NC1=C3C1=CC=CC=C1 RKTYLMNFRDHKIL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000002524 electron diffraction data Methods 0.000 description 1
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 1
- 230000000977 initiatory effect Effects 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 239000007937 lozenge Substances 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 150000003891 oxalate salts Chemical class 0.000 description 1
- QTQRFJQXXUPYDI-UHFFFAOYSA-N oxo(oxothallanyloxy)thallane Chemical compound O=[Tl]O[Tl]=O QTQRFJQXXUPYDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 239000000779 smoke Substances 0.000 description 1
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 1
- 238000005979 thermal decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 238000011179 visual inspection Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
- C01G21/00—Compounds of lead
- C01G21/006—Compounds containing lead, with or without oxygen or hydrogen, and containing two or more other elements
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N60/00—Superconducting devices
- H10N60/80—Constructional details
- H10N60/85—Superconducting active materials
- H10N60/855—Ceramic superconductors
- H10N60/857—Ceramic superconductors comprising copper oxide
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2002/00—Crystal-structural characteristics
- C01P2002/70—Crystal-structural characteristics defined by measured X-ray, neutron or electron diffraction data
- C01P2002/72—Crystal-structural characteristics defined by measured X-ray, neutron or electron diffraction data by d-values or two theta-values, e.g. as X-ray diagram
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2002/00—Crystal-structural characteristics
- C01P2002/70—Crystal-structural characteristics defined by measured X-ray, neutron or electron diffraction data
- C01P2002/77—Crystal-structural characteristics defined by measured X-ray, neutron or electron diffraction data by unit-cell parameters, atom positions or structure diagrams
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2004/00—Particle morphology
- C01P2004/80—Particles consisting of a mixture of two or more inorganic phases
- C01P2004/82—Particles consisting of a mixture of two or more inorganic phases two phases having the same anion, e.g. both oxidic phases
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
- Superconductor Devices And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
Description
Oppfinnelsens område
Denne oppfinnelse angår nye Tl-Pb-Ca-Sr-Cli-O-materialer som er supraledende.
Henvisninger
Bednorz og Muller, Z.Phys. B64, 189 (1986), åpenbarer en supraledende fase i La-Ba-Cu-O-systemet med en supraledende overgangstemperatur av ca. 35 K. Denne åpen-baring ble senere bekreftet av flere forskere [se for eksempel Rao og Ganguly, Current Science, 56, 47 (1987), Chu et al., Science 235, 567 (1987), Chu et al., Phys. Rev. Lett. 58. 405
(1987), Cava et al., Phys, Rev. Lett. 58. 408 (1987), Bednorz
et al., Europhys. Lett. 3, 379 (1987)]. Den supraledende fase er blitt identifisert som sammensetningen La^_x(Ba, Sr, Ca)xCuO^_y med den tetragonale struktur av I^NiF^-type og med
x typisk ca. 0,15 og y som angir oxygentomhet.
Wu et al., Phys. Rev. Lett. 58, 908 (1987) åpenbarer en supraledende fase i Y-Ba-Cu-O-systemet med en supra le-dende overgangstemperatur av ca. 90 K. Cava et al., Phys.
Rev. Lett. 58, 1676 (1987), har identifisert denne supraledende YBa-Cu-O-fase til å være orthorombisk, forvridd, oxygen-manglende perovskitt YBa^u^O^g hvor <5 er ca. 2,1, og presen-terer pulver-røntgendiffraksjonsmønsteret og gitterparameterne.
C. Michel et al; Z. Phys. B - Condensed Matter 68, 421 (1987) , åpenbarer en ny familie av supraledende oxyder i Bi-Sr-Cu-O-systemet med sammensetning nær Bi2Sr2CU20^+g. En
ren fase ble isolert for sammensetningen Bi2Sr2CU20^+^. Røntgendiffraksjonsmønsteret for dette materiale oppviser en viss likhet med det for perovskitt, og elektrondiffraksjons-mønsteret oppviser perovskittsubcellen med de orthorombiske celleparametre av a = 5,32 Å (0,532 nm), b = 26,6 Å (2,66 nm)
og c = 48,8 Å (4,88 nm). Materialet fremstilt fra ultrarene oxyder har en supraledende overgang med et midtpunkt av 22 K som bestemt fra résistivitetsmålinger og nullmotstand under 14 K. Materialet fremstilt fra oxyder av kommersiell kvalitet har en supraledende overgang med et midtpunkt av 7 K.
H. Maeda et al., Jpn. J. Appl. Phys. 27, L209 (1988), åpenbarer et supraledende oxyd i Bi-Sr-Ca-Cu-O-systemet med sammensetningen nær BiSrCaCu2Ox og en supraledende overgangstemperatur av ca. 105 K.
Den felles overdratte søknad, "Supraledendemetalloxydmateriale og fremgangsmåte for fremstilling
disse", US^-patentsøknad ; 1523 107, inngitt 8. februar 1988, en "continuation-in-part" av US-patentsøknad 152 186, inngitt 4. februar 1988, åpenbarer supraledende materialer med den nominelle formel Bi a Si, b Ca Cu3 o0 xhvori a er fra ca. 1 til ca. 3, b er fra ca. 3/8 til ca. 4, c er fra ca. 3/16 til ca. 2 og x = (1,5 a + b + c + y ) hvor y er fra ca. 2 til ca. 5,
med det forbehold at b + c er fra ca. 3/2 til ca. 5, idet de nevnte materialer har supraledende overgangstemperaturer av ca. 70 K eller høyere. Den åpenbarer også den supraleden-
de metalloxydfase som har formelen Bi-Sr-, Ca Cu_0o , hvori z
J 23-x x 2 8+w
er fra ca. 0,1 til ca. 0,9, fortrinnsvis 0,4 til 0,8, og w er større enn null, men mindre enn ca. 1. M.A. Subramanian et al., Science 239, 1015 (1988) åpenbarer også Bi2Sr3_zCazCu2Og+wsupralederen.
Y. Yumada et al., Jpn. J. Appl. Phys. 27, L996 (1988),
åpenbarer substitusjonen av Pb for Bi i serien Bi, Pb SrCaCu„0
*J1-x x 2 y hvor x = 0, 0,1, 0,3, 0,5, 0,7, 0,9 og 1,0. Tcøker fra 75,5 K for x = 0, intet Pb tilstede, til et maksimum av 85,5 K for x = 0,5. Tcminsker med høyere Pb-innhold til 76 K for x = 0,7. Ingen supraledningsevne ble iakttatt for prøvene med x = 0,9 og x = 1. ;M. Takano et al., Jpn. J. Appl. Phys. 27, L1041 ;(1988), åpenbarer at delvis substitusjon av Pb for Bi i Bi-Sr-Ca-Cu-O-systemet resulterer i en økning i volumfraksjonen for høye-T c-fasen. Samutfelte oxalater som inneholder de relevante ioner i forskjellige forhold ble utsatt for termisk spaltning under 77 3 K. Prøvene i pulverform ble så oppvarmet i luft til 1073 K i 12 timer og, etter at de var blitt formet til pellets, ved 1118 K i forskjellige perioder som strakk seg til ikke mer enn 240 timer i enkelte tilfeller. En utgangssammensetning av Bi:Pb:Sr:Ca:Cu = 0,7:0,3:1:1:1:8 ble oppvarmet ved 1118 K i 244 timer. Høy-T c-fasen viser en begynnende supraledningsevne ved rundt 115 K. Denne fase danner platelignende krystaller, og analyse av disse krystaller antyder at det kationiske forhold er Bi:Pb:Sr:Ca:Cu = 67:5:100:85:180, slik at det er betraktelig mindre Pb i dette høy-T enn i utgangsmaterialet. M. Mizuno et al., Jpn. J. Appl. Phys. 27, L1225 (1988), åpenbarer også at tilsetningen av Pb til Bi-Sr-Ca-Cu-O-systemet resulterer i en økning i volumfraksjonen av høy-Tc~fasen og en senkning av den optimale temperatur for oppnåelse av denne fase til ca. 855° C. E. V. Sampathkumaran et al., J. Phys. F: Met. Phys. 18, L163 (1988) åpenbarer at den delvise substitusjon av K eller Pb for Bi i dette Bi^a^Sr^C^C^ resulterer i en økning av fraksjonen av fasen som er supraledende ved ca. 110 K. Z. Z. Sheng et al., Nature 332, 55 (1988) åpenbarer supraledningsevne! i Tl-Ba-Cu-O-systemet i prøver som har nominelle sammensetninger Tl2Ba2Cu30g+xog TlBaCu30,- 5+x-Begge prøver rapporteres å ha begynnelsestemperaturer over 90 K og null motstand ved 81 K. Prøvene ble fremstilt ved å blande og male egnede mengder av BaC03 og CuO med en agatmorter og pastill. Denne blanding ble oppvarmet i luft ved 925 C i mer enn 24 timer med mange mellomliggende malinger for å oppnå et jevnt sort oxyd Ba-Cu-oxydpulver som ble blandet med en egnet mengde av T1203, fullstendig malt og presset til en pellet med en diameter av 7 mm og en tykkelse av 1 - 2 mm. P>elletten ble deretter anbragt i en rørovn som var blitt oppvarmet til 880 - 910° C, og ble oppvarmet i 2 - 5 minutter i strømmende oxygen. Straks den var blitt smeltet, ble prøven tatt ut av ovnen og bråkjølt i luft til romtemperatur. Det ble ved visuell inspeksjon notert at Tl-jO^var blitt delvis forflyktiget som sort røk, en del var blitt en lysegul væske, og en del hadde reagert med Ba-Cu-oxyd under dannelse av et sort, delvis smeltet, porøst materiale. Z. Z. Sheng et al., Nature 332, 138 (1988) åpenbarer supraledningsevne i Ti-Ca-Ba-Cu-O-systemet i prøver som har nominelle sammensetninger Tl2Ca2BaCu30g+x. ;R. M. Hazen et al., Phys. rev. Lett. 60, 1657 ;(1988), åpenbarer to .-supraledende faser i Tl-Ba-Ca-Cu-O-systemet, Tl2Ba2Ca2Cu3O10og Tl2Ba2CaCu20g. ;Oppsummering av oppfinnelsen ;Oppfinnelsen angår et supraledende materiale som er kjennetegnet ved at den har den nominelle formel Tl e Pb a Ca, b Sr c Cud ,0 xhvori a er fra 1/10 til 3/2, b er fra 1 til 4, c er fra 1 til 3, d er fra 1 til 5, e er fra 3/10 til 1, og x er (a + b * c + d + e + y), hvor y er fra 1/2 til 3, og en supraledningsovergangstemperatur på minst 70 K.
Fortrinnsvis er summen av a+e ca. 1, b er ca. 2,
c er ca. 2, d er fra 3 til 4, og y er fra 1/2 til 2.
Oppfinnelsen innbefatter supraledende materialer
med den nominelle, formel TlPb a Ca, b Sr c Cud ,0 xhvori a er fra 1/2
til 3/2, b er fra 1 til 4, c er fra 1 til 3, d er fra 1 til 5, og x = (a+b+c.+d+y) hvor y er fra 1/2 til 3. Fortrinnsvis er a ca. 1, b er fra 1 til 2, c er ca. 1, d er fra 3 til 4, og y er fra 1/2 til 2. Starten på supraledningsevnen for disse materialer er minst 70 K.
Oppfinnelsen angår også en fremgangsmåte for fremstilling av supraledende materialer, som angitt i krav 4.
Oppvarmingstemperaturen er fortrinnsvis 860°C til 925°C. Oppvarmingen kan utføres f.eks. i et forseglet rør laget av et ikke-reagerende metall, så som gull, som hindrer en hvilken som helst av reaktantene, innbefattende metallene av oxygenet, fra å unnslippe.
Videre angår oppfinnelsen en fremgangsmåte for å lede en elektrisk strøm i et ledermateriale som krevet i krav 6, og en Josephson-effektinnretning som krevet i krav 7.
Kortfattet beskrivelse av tegningen
Fig. 1 viser avsetning av fluksen ekskludert av en sammensetning ifølge oppfinnelsen som funksjon av temperaturen.
Detalje rt beskrivelse av oppfinnelsen
De supraledende materialer' ifølge" denne opp-
finnelse fremstilles ved hjelp av den følgende prosess. Kvan-titeter av oxydreaktantene T1203, Pb02, Ca02, Sr02og CuO velges med atomforholdet for Tl:Pb:Ca:Sr:Cu av e:a:b:c:d hvori a er fra 1/10 til 3/2, b er fra 1 til 4, c er fra 1 til 3, d er fra 1 til 5, e er fra 3/10 til 1, og blandes, for eksempel ved å male dem sammen i en morter. Det blandede pulver kan deretter oppvarmes direkte eller det kan først formes til en pellet eller annen formet gjenstand og deretter oppvarmes. Det supraledende materiale ifølge denne oppfinnelse pro-duseres bare når atmosfæren i hvilken reaktantene oppvarmes, blir omhyggelig regulert. En måte å oppnå denne kontrollerte atmosfære på er å anbringe reaktantene i et rør laget av et
ikke-reagerende metall, så som gull, og deretter å forsegle røret ved sveising. Det forseglede rør blir deretter plassert i en ovn og oppvarmet til en temperatur av 850°C til 940°C i 3 til 12 timer. Effekten til ovnen blir deretter slått av, og røret blir avkjølt i ovnen til omgivelsestemperatur, ca. 20°C, og deretter fjernet fra ovnen. Røret blir deretter åpnet og det sorte produkt utvunnet. Materialene fremstilt på denne måte oppviser start på supraledningsevne over 70 K.
To supraledende /faser er blitt identifisert i disse, supraledende materialer. Én fase, "12 Ångstrom-fasen", har en start på supraledirlngsevnen av ca. 85 K og gitterparametre av a = 0,380 nm og c = 1,21 nm som bestemt ut fra røntgenpulverdiffraksjonsresultater indeksert på en tetragonal celle, og den annen fase, "15 Ångstrom-fasen", har en start på.' supraledningsevnen /av ca. 12 0 K og gitterparametre av a = 0,380 nm og c = 1,52 nm som bestemt ut fra røntgen-pulverdif f raks jonsresultater indeksert på en tetragonal celle.
Supraledningsevne j kan bekreftes ved å observere magnetisk flukseksklusjon, dvs. Meissner-effekten. Denne effekt kan måles ved hjelp av den metode som er beskrevet i en artikkel av E. Polturak og B. Fisher i Physical Review B. 36, 5586 (1987).
De. supraledende materialer ifølge denne oppfinnelse kan anvendes for å lede strøm ekstremt effektivt eller for å tilveiebringe et magnetfelt for magnetisk avbild-ning for medisinske formål. Ved således å avkjøle materi-
alet i form av en tråd eller stav til en temperatur under den supraledende overgangstemperatur, (Tc),ved å eksponere materialet for flytende nitrogen dersom Tcer over 77 K eller for flytende helium dersom Tcer under 77 K, på en måte som er velkjent for fagfolk på dette felt, og ved å igangsette en flyt av elektrisk strøm kan man oppnå en slik flyt uten noen elektriske resistivitetstap. For å tilveiebringe eksepsjonelt høye magnetfelt med minimale krafttap vil den tidligere nevnte tråd kunne vikles under dannelse av en kveil som vil bli eksponert for flytende helium eller flytende nitrogen, i avhengighet av T c , før noen strøm induseres i kveilen, slike felt kan anvendes for å heve gjenstander så
store som jernbanevogner. Disse supraledende materialer er også nyttige i Josephson-innretninger, såsom SQUIDS (supraledende kvantuminterferensinnretninger) og i instrumenter som er basert på Josephson-effekten, såsom høyhastighetsprøve-tagningskretser og spenningsstandarder.
Eksempler på oppfinnelsen
Eksempel 1
2f2837 g Tl^, 2.3919 g Pb03, 0,7208 g Ca02,
1,1962 g Sr02 og 0,7954 g CuO, svarende til et Tl:Pb:Ca:Sr:Cu-atomforhold av 1:1:1:1:1, ble malt sammen i en agatmorter i ca. 30 minutter. Pellets, 10 mm diameter og ca. 3 mm tykke, ble presset fra det blandede pulver. Pelletene ble fylt i et gullrør (0,95 cm diameter og 10,16 cm langt), og røret ble forseglet ved sveising av begge ender. Røret ble anbragt i en ovn og oppvarmet med en hastighet av 5° C pr. minutt til 875° C og deretter holdt ved 875° C i 6 timer. Kraft til ovnen ble deretter slått av, og røret fikk avkjøle til romtemperatur i ovnen. Røret ble deretter fjernet fra ovnen og skåret opp. Det sorte produkt ble utvunnet.
Meissner-effektmålinger viste start på supraledningsevne ved ca. 75 K.
Eksempel 2
To andre pellets av det blandede pulver ifølge eksempel 1 ble behandlet som beskrevet i eksempel 1, bortsett fra at temperaturen til hvilken de ble oppvarmet og holdt var 925° C.
Meissner-effektmålinger viste start på.supraledningsevne ved ca. 70 K.
Eksempel 3
2,2837 g Tl203, 2,3919 g Pb02, 1,1416 g Ca02,
1,1962 g Sr02og 2,3862 g CuO, svarende til et Ti:Pb:Ca:Sr:Cu-atomforhold av 1:1:2:1:3 ble malt sammen i en agatmorter i ca.
30 minutter. Pellets, 10 mm i diameter og ca. 3 mm tykke, ble presset fra dette blandede pulver. T:0 pellets ble fylt i et gullrør (0,95 cm diameter og 10,16 cm langt), og røret ble forseglet ved sveising av begge ender. Røret ble anbragt i en ovn og oppvarmet med en hastighet på 5° C pr. minutt til
875° C og deretter holdt ved 875° C i 6 timer. Kraft til ovnen ble deretter stengt av, og røret fikk avkjøle til romtemperatur i ovnen. Røret ble deretter fjernet fra ovnen og skåret'; opp. Det sorte produkt ble utvunnet.
Meissner-effektmålinger viste starten på supraledningsevne ved ca. 80 K.
Eksempel 4
To andre pellets av det blandede pulver ifølge eksempel 3 ble behandlet som beskrevet i eksempel 3, bortsett fra at den temperatur til hvilken de ble oppvarmet og holdt var 925°C.
Meissner-effektmålinger ble utført, og resultatene
er vist på fig. 1 hvor fluksekslusjonen er avsatt som funksjon av temperatur. Diagrammet viser start på supraledningsevne ved ca. 110 K.
Røntgenpulverdiffraksjonen av produktet viser at den dominerende fase er 15 Ångstrom-fasen.
Eksempel 5
2,2837 g Tl2C>3, 2,3919 g Pb02, 0,7208 g Ca02,
1,1962 g Sr02og 2,3862 g CuO, svarende til et Tl:Pb:Ca:Sr:Cu-atomforhold av 1:1:1:1:3, ble malt sammen i en agatmorter i
ca. 30 minutter. Pellets, 10 mm diameter og ca. 3 mm tykke, ble presset fra det blandede pulver. To pellets ble fylt i et gullrør (0,95 cm diameter og 10,16 cm langt), og røret ble forseglet ved sveising av begge ender. Røret ble anbragt i en ovn og oppvarmet med en hastighet av 5° C pr. minutt til 875° C og deretter holdt ved 875° C i 6 timer. Kraft til ovnen ble deretter stengt av, og røret fikk avkjøle til romtemperatur i ovnen. Røret ble deretter fjernet fra ovnen og skåret opp. Det sorte produkt ble utvunnet.
Meissner-effektmålinger viste start på supraledningsevne ved ca. 85 K.
Røntgenpulverdiffraksjonen av produktet viser at den dominerende fase er 12 Ångstrom-fasen.
Eksempel 6
To andre pellets av det blandede pulver ifølge eksempel 5 ble behandlet som beskrevet i eksempel 5, bortsett fra at temperaturen til hvilken de ble oppvarmet og holdt var 925° C.
Meissner-effektmålinger viste start på supraledningsevne ved ca. 120 K.
Røntgenpulverdiffraksjonen av produktet viser at den dominerende fase er 15 Ångstrom-fasen.
Eksempel 7
2,2837 g Tl203, 2,3919 g Pb02, 0,7208 g Ca02,
1,1962 g Sr02og 1,5908 g CuO, svarende til et Tl:Pb:Ca:Sr:Cu-atomforhold av 1:1:1:1:2 ble malt sammen i en agatmorter i ca. 30 minutter. Pellets, 10 mm i diameter og ca. 3 mm tykke, ble pesset fra dette blandede pulver. To pellets ble fylt i et
gullrør (0,95 cm diameter og 10,16 cm lang), og røret ble forseglet ved sveising av begge ender. Røret ble anbragt i en ovn og oppvarmet med en hastighet av 5° C pr. minutt til 875° C og deretter holdt ved 875° C i 6 timer. Kraft til ovnen ble deretter stengt av, og røret fikk avkjøle til romtemperatur i ovnen. Røret ble deretter fjernet fra ovnen og skåret opp. Det sorte produkt ble utvunnet.
Meissner-effektmålinger viste start på supraledningsevne ved ca. 80 K.
Røntgenpulverdiffraksjonen av produktet viser at den dominerende fase er 12 Ångstrom-fasen.
Eksempel 8
To andre pellets av det blandede pulver ifølge eksempel 7 ble behandlet som beskrevet i eksempel 7, bortsett fra at temperaturen til hvilken de ble oppvarmet og holdt var 925° C.
MBiesner-effektmålinger viste start på supraledningsevne ved ca. 85 K.
Røntgenpulverdiffraksjonen av produktet viser at den dominerende fase er 12 Ångstrom-fasen.
Eksempel 9
2,2837 g Tl203, 2,3919 g Pb02, 0,7208 g Ca02,
2,3924 g Sr02og 2,3862 g CuO, tilsvarende et Tl:Pb:Ca:Sr:Cu-atomforhold av 1:1:1:2:3, ble malt sammen i en agatmorter i ca. 30 minutter. Pellets, 10 mm diameter og ca. 3 mm tykke, ble presset fra dette blandede pulver. To pellets ble fylt i et gullrør (0,95 cm diameter og 10,16 cm langt), og røret ble forseglet ved sveising av begge ender. Røret ble anbragt i enDvn og oppvarmet med en hastighet av 5° C pr. minutt til 8 6 0°C oq deretter holdt ved 860° C i 6 timer. Kraft til ovnen ble deretter stengt av, og røret fikk avkjøle til romtemperatur iDvnen. Røret ble deretter fjernet fra ovnen og skåret opp.
Det sorte produkt ble utvunnet.
Meissner-effektmålinger viste start på supraledningsevne ved ca. 80 K.
Røntgenpulverdiffraksjonen av produktet viser at den dominerende fase er 12 Ångstrom-fasen.
Eksempel 10
To andre pellets av det blandede pulver ifølge eksempel 9 ble behandlet som beskrevet i eksempel 9, bortsett fra at temperaturen til hvilken de ble oppvarmet og holdt var 890° C.
Meissner-effektmålinger viste start på supraledningsevne ved ca. 80 K.
Røntgenpulverdiffraksjonen av produktet viser at den dominerende fase er 12 Ångstrom-fasen.
Eksempel 11
0,6851 g T1203, 1,6743 g Pb02, 1,4416 g Ca02,
2,3924 g Sr02og 2,3862 g CuO, tilsvarende en Tl:Pb:Ca:Sr:Cu-atomforhold av 3/10:7/10:2:2:3, ble malt sammen i en agatmorter i ca. 30 minutter. Pellets, 10 mm diameter og ca. 3 mm tykke, ble presset fra dette blandede pulver. To pellets ble fylt i et gullrør (0,95 cm diameter og 10,16 cm langt), og røret ble forseglet ved sveising av begge ender. Røret ble anbragt i en ovn og oppvarmet med en hastighet av 5° C pr. minutt til 900°C og deretter holdt ved 900° C i 6 timer. Kraft til ovnen ble deretter stengt av, og røret fikk avkjøle til romtemperatur i
ovnen. Røret ble deretter fjernet fra ovnen og skåret opp. Det sorte produkt ble utvunnet.
Meissner-effektmålinger viste start . på supraledningsevne ved ca. 120 K.
Røntgenpulverdiffraksjonen av produktet er i det vesentlige den samme som den som er vist i eksempel 12.
Eksempel 12
1,1419 g T1203, 1,1960 g Pb02, 1,4416 g Ca02,
2,3924 g Sr02og 2,3862 g CuO, tilsvarende en Tl:Pb:Ca:Sr:Cu-atomforhold av 1/2:1/2:2:2:3, ble malt sammen i en agatmorter i ca. 30 minutter. Pellets, 10 mm diameter og ca. 3 mm tykke, ble presset fra dette blandede pulver. To pellets ble fylt i et gullrør (0,95 mm diameter og 10,16 cm langt), og røret ble forseglet ved sveising av begge ender. Røret ble anbragt i en ovn og oppvarmet med en hastighet av 5° C pr. minutt til 900°C og deretter holdt ved 900° C i 6 timer. Kraft til ovnen ble deretter stengt av, og røret fikk avkjøle til romtemperatur i ovnen. Røret ble deretter fjernet fra ovnen og skåret opp. Det sorte produkt ble utvunnet.
Meissner-effektmålinger viste start på supraledningsevne ved ca. 120 K.
d-avstandene, de relative intensiteter og indeksene for de iakttatte refleksjoner av røntgenpulverdiffraksjonsmøn-steret for produktet, som i det vesentlige var enkeltfase, er vist i Tabell I. Dette er det karakteristiske mønster for 15 Ångstrom-fasen.
Eksempel 13
1,5986 g T1203, 0,6696 g Pb02, 1,4416 g Ca02, 2,3924 g Sr02og 2,3862 g CuO, tilsvarende et Tl:Pb:Ca:Sr:Cu-atomforhold av 7/10:3/10:2:2:3, ble malt sammen i en agatmorter i ca. 30 minutter. Pelelts, 10 mm diameter og ca.
3 mm tykke, ble presset fra dette blandede pulver. To pellets lsva: le m
ble fylt i et gullrør (0,95 cm diameter og 10,16 cm langt),
og røret ble forseglet ved sveising av begge ender. Røret ble anbragt i en ovn og oppvarmet med en hastighet av 5° C pr. minutt til 900° C og deretter holdt ved 900° C i 6 timer. Kraft til ovnen ble deretter stengt av, og røret fikk avkjøle til romtemperatur i ovnen. Røret ble deretter fjernet fra ovnen og skåret opp. Det sorte produkt ble utvunnet.
Meissner-effektmålinger viste start på supra^ ledningsevne ved ca. 110 K.
Røntgenpulverdiffraksjonen av produktet er i det vesentlige den samme som den som er vist i eksempel 12.
Eksempel 14
2,0553 g T1203, 0,22319 g Pb02, 1,4416 g Ca02,
2,3924 g Sr02og 2,3862 g CuO, tilsvarende et Tl:Pb:Ca:Sr:Cu-atomforhold av 9/10:1/10:2:2:3, ble malt sammen i en agatmorter i ca. 30 minutter. Pellets, 10 mm diameter og ca. 3 mm tykke, ble presset fra dette blandede pulver. To pellets ble fylt i et gullrør (0,95 mm diameter og 10,16 cm langt), og røret ble forseglet ved sveising av begge ender. Røret ble anbragt i en ovn og oppvarmet med en hastighet av 5° C pr. minutt til 900° C og deretter holdt ved 900° C i 6 timer. Kraft til ovnen, ble deretter stengt av, og røret fikk avkjøle til romtemperatur i ovnen. Røret ble deretter fjernet fra ovnen og skåret opp. Det sorte produkt ble utvunnet.
Meissner-effektmålinger viste start på supraledningsevne ved ca. 85 K.
Røntgenpulverdiffraksjonen av produktet viste nær-været av en mindre mengde av 12 Ångstrom-fasen.
Eksempel 15
2,2838 g T1203, 1,1960 g Pb02, 1,1412 g Ca02,
2,3924 g Sr02og 2,3862 g CuO, tilsvarende Tl:Pb:Ca:Sr:Cu-atomforhold av 1:1/2:3/2:2:3, ble malt sammen i en agatmorter i ca. 30 minutter. Pellets, 10 mm diameter og ca. 3 mm tykke, ble presset fra dette blandede pulver. To pellets ble fylt i et gullrør (0,95 mm diameter og 10,16 cm langt), og røret ble forseglet ved sveising av begge ender. Røret ble anbragt i en ovn og oppvarmet med en hastighet av 5° C pr. minutt til
900° C og deretter holdt ved 900° C i 6 timer. Kraft til ovnen ble deretter stengt av, og røret fikk avkjøle til romtemperatur i ovnen. Røret ble deretter fjernet fra ovnen og skåret opp. Det sorte produkt ble utvunnet.
Meissner-effektmålinger viste to supra-
ledningsevneoverganger, én ved ca. 116 K og én ved ca. 80 K.
Røntgenpulverdiffraksjonen av produktet viste nær-været av både 12 og 15 Ångstrom-fasene.
Claims (7)
1. Supraledende materiale,
karakterisert vedat det har den nominelle formel
Tl Pb Ca, Sr Cu,0
e a b c d x
hvori a er fra 1/10 til 3/2,
b er fra 1 til 4,
c er fra 1 til 3,
d er fra 1 til 5,
e er fra 3/10 til 1,
x = (a+b+c+d+e+y) hvor
y er fra 1/2 til 3,
og en supraledningsovergangstemperatur på minst 70 K.
2. Supraledende materiale if.ølge krav 1,
karakterisert vedat "a" er ca. 1/2, "b" er ca. 2, "c" er ca. 2, "d" er fra 3 til 4, "e" er ca. 1/2 og "y" er fra 1/2 til 2.
j
3. Supraledende materiale ifølge Tcrav 1,
karakterisert vedat "a" er ca. 7/10, "b" og "c" er hver lik 2, "d" er ca. 3, "e" er ca. 3/10 og "y" er fra 1/2 til 2.
i
4. Fremgangsmåte for fremstilling av supraledende
materialer,
karakterisert vedat oxyder eller forløpere for oxyder av Tl, Pb, Ca, Sr og Cu blandes i støkiometriske mengder for å tilveiebringe materialet...ifølge krav 1,
2 eller 3, blandingen oppvarmes i en avgrenset atmosfære til en temperatur av 850°C til 940°C og den nevnte temperatur opp-rettholdes i 3 til 12 timer for å danne det nevnte materiale, og avkjøling av nevnte materiale.
5. Fremgangsmåte ifølge krav 4,karakterisert vedat de støkiometriske mengder av oxyder eller oxydforløperne velges for å tilveiebringe materialet ifølge krav 2.
6. Fremgangsmåte for å lede en elektrisk strøm i et ledermateriale uten elektriske motstandstap,karakterisert vedat den omfatter de trinn at: et ledermateriale sammensatt av et materiale ifølge krav 1 avkjøles til en temperatur under det nevnte materiales
T , bg at
c
en flyt av elektrisk strøm igangsettes i det nevnte ledermateriale mens det nevnte materiale holdes under den nevnte temperatur.
7. Josehpson-effektinnretning,karakterisertved at det supraledende materiale omfatter materialet ifølge krav 1.
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US23063188A | 1988-08-10 | 1988-08-10 | |
| US07/236,088 US4894361A (en) | 1988-08-10 | 1988-08-24 | Superconducting metal oxide Tl-Pb-Ca-Sr-O compositions and processes for manufacture and use |
| PCT/US1989/003017 WO1990001461A1 (en) | 1988-08-10 | 1989-07-17 | Superconducting metal oxide compositions and processes for manufacture and use |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| NO910514L NO910514L (no) | 1991-02-08 |
| NO910514D0 NO910514D0 (no) | 1991-02-08 |
| NO303007B1 true NO303007B1 (no) | 1998-05-18 |
Family
ID=26924406
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| NO910514A NO303007B1 (no) | 1988-08-10 | 1991-02-08 | Supraledende metalloxydmateriale, fremgangsmÕte for fremstilling av supraledende materialer, fremgangsmÕte for Õ lede en elektrisk str÷m, og Josephson-effektinnretning |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0428630B1 (no) |
| JP (1) | JP2768523B2 (no) |
| AU (1) | AU632069B2 (no) |
| DE (1) | DE68909945T2 (no) |
| DK (1) | DK175209B1 (no) |
| NO (1) | NO303007B1 (no) |
| WO (1) | WO1990001461A1 (no) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0687611A (ja) * | 1992-09-04 | 1994-03-29 | Hitachi Ltd | 酸化物系超電導体、その製造方法及び線材 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3932315A (en) * | 1974-09-24 | 1976-01-13 | E. I. Du Pont De Nemours & Company | Superconductive barium-lead-bismuth oxides |
| CA1168762A (en) * | 1981-06-22 | 1984-06-05 | Osamu Michikami | Method of fabrication for josephson tunnel junction |
| KR0125876B1 (ko) * | 1988-02-25 | 1997-12-18 | 나까하라 쯔네오 | 초전도 재료와 그 제조 방법 |
| US4929594A (en) * | 1988-03-14 | 1990-05-29 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Superconducting composition Tl2 Ba2 CuO6+x and process for manufacture |
| KR900701659A (ko) * | 1988-11-02 | 1990-12-04 | 도늘드 에이 호우즈 | 초전도 금속 산화 조성물 및 제조 및 사용방법 |
-
1989
- 1989-07-17 WO PCT/US1989/003017 patent/WO1990001461A1/en not_active Ceased
- 1989-07-17 AU AU43497/89A patent/AU632069B2/en not_active Ceased
- 1989-07-17 DE DE89911456T patent/DE68909945T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1989-07-17 EP EP89911456A patent/EP0428630B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1989-07-17 JP JP1510628A patent/JP2768523B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1991
- 1991-01-29 DK DK199100154A patent/DK175209B1/da not_active IP Right Cessation
- 1991-02-08 NO NO910514A patent/NO303007B1/no not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| NO910514L (no) | 1991-02-08 |
| JP2768523B2 (ja) | 1998-06-25 |
| EP0428630A4 (en) | 1991-12-04 |
| DE68909945T2 (de) | 1994-03-03 |
| AU632069B2 (en) | 1992-12-17 |
| DE68909945D1 (de) | 1993-11-18 |
| WO1990001461A1 (en) | 1990-02-22 |
| AU4349789A (en) | 1990-03-05 |
| EP0428630A1 (en) | 1991-05-29 |
| DK15491D0 (da) | 1991-01-29 |
| JPH04500062A (ja) | 1992-01-09 |
| DK175209B1 (da) | 2004-07-12 |
| EP0428630B1 (en) | 1993-10-13 |
| NO910514D0 (no) | 1991-02-08 |
| DK15491A (da) | 1991-01-29 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4894361A (en) | Superconducting metal oxide Tl-Pb-Ca-Sr-O compositions and processes for manufacture and use | |
| AU625717B2 (en) | Superconducting composition and process for manufacture | |
| US5017554A (en) | Superconducting metal oxide Tl-Pb-Ca-Sr-Cu-O compositions and processes for manufacture and use | |
| EP0432187B1 (en) | Superconducting metal oxide compositions | |
| US5264414A (en) | Superconducting metal oxide (Tl,Bi)1 Sr2 Ca2 Cu3 O.sub.y | |
| NO303007B1 (no) | Supraledende metalloxydmateriale, fremgangsmÕte for fremstilling av supraledende materialer, fremgangsmÕte for Õ lede en elektrisk str÷m, og Josephson-effektinnretning | |
| KR0152058B1 (ko) | 초전도성 금속 산화물 조성물,그의 제조방법 및 용도 | |
| JP2850310B2 (ja) | 超伝導性金属酸化物組成物及びその製造方法 | |
| AU632076B2 (en) | Superconducting metal oxide compositions and processes for manufacture and use | |
| US5219833A (en) | Process for manufacturing single phase Tl2 Ba2 CuO6-x superconductors | |
| EP0441903A1 (en) | Superconducting metal oxide compositions and processes for manufacture and use | |
| Maqsood et al. | Role of Pb substitution and a study of synthesizing procedure for Bi-based superconductors | |
| HK17894A (en) | Superconducting metal oxide compositions and processes for manufacture and use | |
| Lee et al. | Effects of Cd substitution on the superconducting properties of (Pb 0.5 Cu 0.5-x Cd x) Sr2 (Ca 0.7 Y 0.3) Cu 2 O z | |
| WO1991011391A1 (en) | Superconducting metal oxyde compositions |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM1K | Lapsed by not paying the annual fees |