RU2019509C1 - Способ получения иттрий-барий-медь оксида - Google Patents
Способ получения иттрий-барий-медь оксида Download PDFInfo
- Publication number
- RU2019509C1 RU2019509C1 SU914949370A SU4949370A RU2019509C1 RU 2019509 C1 RU2019509 C1 RU 2019509C1 SU 914949370 A SU914949370 A SU 914949370A SU 4949370 A SU4949370 A SU 4949370A RU 2019509 C1 RU2019509 C1 RU 2019509C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- barium
- yttrium
- copper
- precipitate
- copper oxide
- Prior art date
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 4
- BTGZYWWSOPEHMM-UHFFFAOYSA-N [O].[Cu].[Y].[Ba] Chemical compound [O].[Cu].[Y].[Ba] BTGZYWWSOPEHMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 title abstract description 5
- 229910021521 yttrium barium copper oxide Inorganic materials 0.000 title abstract description 5
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims abstract description 20
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 18
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 claims abstract description 17
- 229910052788 barium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 13
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 13
- DSAJWYNOEDNPEQ-UHFFFAOYSA-N barium atom Chemical compound [Ba] DSAJWYNOEDNPEQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 11
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- 229910052727 yttrium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N yttrium atom Chemical compound [Y] VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims abstract description 6
- ZNCPFRVNHGOPAG-UHFFFAOYSA-L sodium oxalate Chemical group [Na+].[Na+].[O-]C(=O)C([O-])=O ZNCPFRVNHGOPAG-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 6
- 229940039790 sodium oxalate Drugs 0.000 claims abstract description 6
- 150000003891 oxalate salts Chemical class 0.000 claims abstract description 5
- 229940039748 oxalate Drugs 0.000 claims abstract description 3
- 238000000137 annealing Methods 0.000 claims description 10
- 230000008021 deposition Effects 0.000 claims description 7
- 238000005979 thermal decomposition reaction Methods 0.000 claims description 3
- 239000005751 Copper oxide Substances 0.000 claims 1
- 229910000431 copper oxide Inorganic materials 0.000 claims 1
- 238000005137 deposition process Methods 0.000 claims 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 abstract description 6
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 abstract description 4
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 3
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 abstract description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 2
- IOVCWXUNBOPUCH-UHFFFAOYSA-M Nitrite anion Chemical compound [O-]N=O IOVCWXUNBOPUCH-UHFFFAOYSA-M 0.000 abstract 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 12
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 7
- 239000000047 product Substances 0.000 description 7
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 description 5
- MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N Oxalic acid Chemical compound OC(=O)C(O)=O MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N citric acid Chemical compound OC(=O)CC(O)(C(O)=O)CC(O)=O KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- QYCVHILLJSYYBD-UHFFFAOYSA-L copper;oxalate Chemical class [Cu+2].[O-]C(=O)C([O-])=O QYCVHILLJSYYBD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- 150000002823 nitrates Chemical class 0.000 description 3
- IQAKAOAPBMJSGJ-UHFFFAOYSA-N [Cu].[Y].[Ba] Chemical compound [Cu].[Y].[Ba] IQAKAOAPBMJSGJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 2
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 2
- AYJRCSIUFZENHW-UHFFFAOYSA-L barium carbonate Chemical compound [Ba+2].[O-]C([O-])=O AYJRCSIUFZENHW-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- IWOUKMZUPDVPGQ-UHFFFAOYSA-N barium nitrate Chemical compound [Ba+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O IWOUKMZUPDVPGQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- XTVVROIMIGLXTD-UHFFFAOYSA-N copper(II) nitrate Chemical compound [Cu+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O XTVVROIMIGLXTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 2
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 2
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 2
- 238000001149 thermolysis Methods 0.000 description 2
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 2
- NGDQQLAVJWUYSF-UHFFFAOYSA-N 4-methyl-2-phenyl-1,3-thiazole-5-sulfonyl chloride Chemical compound S1C(S(Cl)(=O)=O)=C(C)N=C1C1=CC=CC=C1 NGDQQLAVJWUYSF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910002651 NO3 Inorganic materials 0.000 description 1
- NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N Nitrate Chemical compound [O-][N+]([O-])=O NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000001242 acetic acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- GXUARMXARIJAFV-UHFFFAOYSA-L barium oxalate Chemical compound [Ba+2].[O-]C(=O)C([O-])=O GXUARMXARIJAFV-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229940094800 barium oxalate Drugs 0.000 description 1
- UZFMKSXYXFSTAP-UHFFFAOYSA-N barium yttrium Chemical compound [Y].[Ba] UZFMKSXYXFSTAP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 238000001311 chemical methods and process Methods 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 229940116318 copper carbonate Drugs 0.000 description 1
- GBAOZECSOKXKEL-UHFFFAOYSA-N copper yttrium Chemical compound [Cu].[Y] GBAOZECSOKXKEL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 239000008240 homogeneous mixture Substances 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 235000006408 oxalic acid Nutrition 0.000 description 1
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 description 1
- 238000001308 synthesis method Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
- Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
Abstract
Использование: для получения иттрий - барий - медь оксида Ba2Cu3O7-δ, обладающего высокотемпературной сверхпроводимостью. Сущность изобретения: из раствора нитратов осаждают иттрий, барий и медь в виде оксалатного осадка. Для осаждения в качестве осадителя используют раствор оксалата натрия, содержащий гидроксид натрий. Осаждение проводят при pH 9,6 - 9,8. Осадок промывают водой и спиртом, термообрабатывают при 800°С в течение 5 ч при 920°С в течение 6 ч и затем подвергают окислительному отжигу в токе кислорода при 950°С. 1 табл.
Description
Изобретение относится к технологии материалов, обладающих высокотемпературной сверхпроводимостью (ВТСП), а именно к способам получения иттрий-барий-медь оксида YBa2Cu3O7-δ.
Известен способ получения данного соединения, путем механического смешения оксидов иттрия, меди и карбоната бария с последующим отжимом и многократными промежуточными перетираниями продуктов отжига (так называемый керамический способ синтеза).
Недостатками способа являются: длительность отжига (более 24 ч), сложность процесса, связанная с необходимостью проведения многократных промежуточных перетираний продукта отжига, а также трудность достижения химической однородности продукта.
Известен также химический способ получения ВТСП оксида путем взаимодействия водного раствора нитратов иттрия, меди и бария с лимонной кислотой с последующим упариванием раствора до вязкого состояния, дегидратацией в вакууме и отжигом при 900-950оС в течение 2 ч.
Недостатки способа: способ требует длительного упаривания раствора при 75оС и не обеспечивает получения химически однородного продукта, о чем свидетельствуют данные рентгенофазового анализа (на рентгенограммах присутствуют линии примесных неидентифицированных фаз).
Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является способ получения иттрий-барий-медь оксида путем осаждения указанных металлов в виде оксалатов из водного раствора, содержащего их нитраты или ацетаты. Осаждение проводят щавелевой кислотой при рН 3,5-4,0 и комнатной температуре с последующим термическим разложением смеси оксалатов и отжигом продукта термолиза в токе кислорода при 950оС.
Способ позволяет сократить время термообработки получить более однородный продукт.
Недостаток способа заключается в сложности достижения стехиометрии по катионам (1:2:3): поскольку оксалат бария, в отличие от оксалатов иттрия и меди, при рН 3,5-4,0 заметно растворим, барий не полностью осаждается из раствора, а при рН выше 3,5 возрастает растворимость оксалата меди, что затрудняет получение осадка со строго стехиометрическим соотношением иттрий-барий-медь равным 1: 2: 3. Для достижения этого соотношения требуется аналитическое определение количества бария и меди, перешедших в осадок, и введение дополнительных количеств бария и меди, что усложняет процесс получения оксида YBaCu3O7-δ.
Целью изобретения является упрощение процесса.
Указанная цель достигается тем, что иттрий-барий-медь-оксид получают путем взаимодействия раствора нитратов указанных катионов, взятых в атомном соотношении 1: 2:3, с раствором оксалата натрия, содержащим гидроксид натрия, при рН 9,6-9,8 с последующим термическим разложением полученного осадка и отжигом продукта термолиза в токе кислорода.
Отличительными признаками изобретения является использование в качестве осадителя раствора оксалата натрия, содержащего гидроксид натрия, а также рН процесса.
Полученный при осаждении гидроксооксалатный осадок состава YBa2Cu3(C2O4)5-6(OH)1-3 ˙ mH2O промывают спиртом и подвергают термообработке при 800оС в течение 5-6 ч, затем при 980оС 6 ч и окислительному отжигу в токе кислорода, в результате чего образуется оксид YBa2Cu3O7-δ с температурой перехода в сверхпроводящее состояние Тс = 89-93 К, содержащий до 93% ВТСП фазы.
Сущность предполагаемого изобретения состоит в том, что при использовании в качестве осадителя раствора оксалата натрия, содержащего едкий натр, из раствора, содержащего нитраты Y, Ba, Cu в атомном отношении 1:2:3, осаждаются на средние оксалаты этих металлов, в том числе заметно растворимые в этих условиях оксалаты бария и меди, а смесь труднорастворимых двойных гидроксооксалатов иттрия-бария и иттрия-меди. Поскольку иттрий, барий, медь в этих условиях осаждаются практически полностью, атомное отношение их в осадке составляет 1:2:3, т.е. стехиометрия по катионам легко достигается. Осадок представляет собой однородную смесь двух гиодроксооксалатов одинаковой степени дисперсности, о чем свидетельствует характер седиментации осадка. При термообработке такой смеси в указанных выше условиях и окислительном отжиге образуется тройной ВТСП оксид YBa2Cu3O7-δ. Величина рН смеси при осаждении должна составлять 9,6-9,8. При меньших значениях рН барий осаждается не полностью, а при рН выше 9,8 не полностью осаждается медь, что приводит к нарушению стехиометрии осадков по катионам (см. таблицу).
П р и м е р. К 265 мл раствора, содержащего 4,4 г нитрата иттрия, 8,4 г нитрата бария и 9,0 г нитрата меди (II) (атомное отношение Y:Ba:Cu = 1:2:3) при 20оС приливают 360 мл раствора, содержащего 8,7 г оксалата натрия и 4 г едкого натра; рН смеси после образования осадка равен 9,0. Осадок промывают на фильтре 5 раз спиртом и 1 раз водой. Выход осадка 10,5. Степень осаждения Y, Ba, Cu более 99%. Атомное отношение в осадке по данным химического анализа Y: Ba: Cu = 1,0:2,00:3,00. Полученный осадок подвергают термообработке при 800оС в течение 5 ч, затем при 920оС в течение 6 ч и окислительному отжигу в токе кислорода при 950оС. В результате образуется тройной оксид иттрия-бария-меди с атомным соотношением Y:Ba:Cu = 1:2:3 и температурой перехода в сверхпроводящее состояние 89К; содержание сверхпроводящей фазы 92,5% . Условия осаждения и данные о составе гидроксооксалатных осадков, полученных в других примерах, представлены в таблице.
Таким образом, предложенный способ позволяет упростить достижение стехиометрии по катионам на стадии осаждения, по сравнению с прототипом, за счет практически полного осаждения иттрия, бария, меди. При этом отпадает необходимость аналитического определения степени осаждения бария и меди и дополнительного их введения в раствор для компенсации потерь, связанных с неполным осаждением.
Claims (1)
- СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ИТТРИЙ-БАРИЙ-МЕДЬ ОКСИДАγ Ba2 Cu3 O7-δ , включающий осаждение иттрия, бария, меди в виде оксалатного осадка, его термическое разложение и отжиг в атмосфере кислорода, отличающийся тем, что, с целью упрощения процесса, в качестве осадителя используют раствор оксалата натрия, содержащий гидроксид натрия, и процесс осаждения ведут до рН 9,6-9,8.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU914949370A RU2019509C1 (ru) | 1991-06-25 | 1991-06-25 | Способ получения иттрий-барий-медь оксида |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU914949370A RU2019509C1 (ru) | 1991-06-25 | 1991-06-25 | Способ получения иттрий-барий-медь оксида |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2019509C1 true RU2019509C1 (ru) | 1994-09-15 |
Family
ID=21581305
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU914949370A RU2019509C1 (ru) | 1991-06-25 | 1991-06-25 | Способ получения иттрий-барий-медь оксида |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2019509C1 (ru) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2182894C2 (ru) * | 2000-07-31 | 2002-05-27 | Государственный научный центр Российской Федерации Всероссийский научно-исследовательский институт неорганических материалов им. академика А.А. Бочвара | СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ Y-Вa-Сu-О КЕРАМИКИ СОВМЕСТНЫМ ОСАЖДЕНИЕМ ИЗ КОНЦЕНТРИРОВАННЫХ РАСТВОРОВ |
| RU2503621C2 (ru) * | 2012-01-10 | 2014-01-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тюменский государственный архитектурно-строительный университет" (ФГБОУ ВПО "ТюмГАСУ") | Способ получения сложного оксида иттрия, бария и меди |
-
1991
- 1991-06-25 RU SU914949370A patent/RU2019509C1/ru active
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| Poeppel R.B., Flandermeyes B.K., Pusek J.M., Blum J.P., Fabrication of YBa(2)Cu(3)O(7-сигма) Superconducting ceramics Chemistry ofhigh - temperature Superconductors. (ACS Symp.Ser.), 1987, N 354, pp.261-266. * |
| Punn B., Chu C.T. Zhon L.W. et al., Properties of Superconductivins oxide prepared by the amorphons citrate process, Adv. Ceram. Mater., 1987, 2, N 3B, p.p.343-352. * |
| Wang X.Z., Henry M., Livage J. Rosenman J. The oxalate route to Superconducting YBa(2)Cu(3)O(7-сигма), * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2182894C2 (ru) * | 2000-07-31 | 2002-05-27 | Государственный научный центр Российской Федерации Всероссийский научно-исследовательский институт неорганических материалов им. академика А.А. Бочвара | СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ Y-Вa-Сu-О КЕРАМИКИ СОВМЕСТНЫМ ОСАЖДЕНИЕМ ИЗ КОНЦЕНТРИРОВАННЫХ РАСТВОРОВ |
| RU2503621C2 (ru) * | 2012-01-10 | 2014-01-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тюменский государственный архитектурно-строительный университет" (ФГБОУ ВПО "ТюмГАСУ") | Способ получения сложного оксида иттрия, бария и меди |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4983573A (en) | Process for making 90° K. superconductors by impregnating cellulosic article with precursor solution | |
| DE3884395T2 (de) | Verfahren zur herstellung von supraleitern. | |
| EP0316741B1 (en) | Method for preparation of high temperature superconductors | |
| EP0313148A1 (en) | Alkaline oxalate precipitation process for forming metal oxide superconductors | |
| US4898851A (en) | Process for making 90 k superconductors using a spray dried oxalate precursor | |
| US5298654A (en) | Method for producing coprecipitated multicomponent oxide powder precursors | |
| US4861753A (en) | Process for making superconductors using barium nitrate | |
| EP0327044A1 (de) | Supraleiter und Verfahren zu seiner Herstellung | |
| RU2019509C1 (ru) | Способ получения иттрий-барий-медь оксида | |
| DE3739886A1 (de) | Supraleiter und verfahren zu seiner herstellung | |
| EP0366721A1 (en) | Improved process for making 90 k superconductors | |
| US5071829A (en) | Gel method for preparing high purity Bi-based 110K superconductor using oxalic acid | |
| JPH0476323B2 (ru) | ||
| US4923849A (en) | Process for forming metal oxide superconductors from a precursor material of the general formula YBa2 Cu3 (OH)3 (Ox)2 O3 H2 O (where Ox is an oxalate) | |
| RU2104939C1 (ru) | СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СВЕРХПРОВОДЯЩЕГО МАТЕРИАЛА MBa2Cu3Q7-X | |
| US5304536A (en) | Process for making superconductor powder | |
| US4906608A (en) | Method for preparing superconductors ceramic composition | |
| US5457088A (en) | Process for the preparation of a semiconductor from an oxalate | |
| EP0417627B1 (de) | Verfahren zur Herstellung eines Supraleiters | |
| DE69314173T2 (de) | Verfahren zur Herstellung von Oxid-Supraleiterzwischenstoffen | |
| RU1794057C (ru) | Способ получени сверхпровод щего соединени | |
| EP0298646A2 (en) | A process for the preparation of a crystalline compound having superconducting properties | |
| CS271752B1 (en) | Method of second and third group mixed metal oxides preparation | |
| DeSisto et al. | J. Baglio*, K. Dwight and A. Wold* Department of Chemistry, Brown University Providence, RI 02912* GTE Labs, Inc., Waltham, MA 02254 | |
| Mariani et al. | Preparation of YBCO-Ag composites with low carbon contents by a wet method |