Способ изготовления длинномерных проводников из высокотемпературной сверхпроводящей керамики

 

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к способам изготовления длинномерных проводников из высокотемпературной сверхпроводящей керамики. Цель изобретения - повышение токонесущих характеристик проводника и их стабилизация. Пластичную оболочку (например серебряную) заполняли шихтой следующего состава, мас.%: УВааСизОх 98-80, Ад 2-20 и осуществляли деформацию заготовки при 450-800° С с последующей электрохимической обработкой при 400-750° С и напряжении 0,01-2,5 В 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1734951 А1 (si)s В 22 F 3/24 // Н 01 б 39/12

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

g t) 9 .

- : - "- ?

1:

I;

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1„(г r.

В качестве шихты для наполнения пластичной оболочки (например серебряной) используется ультрадисперсная шихта с размером частиц керамики 100 †10 А, а серебра 50 — 800 А0. Ультрадисперсная шихта обладает большей технологической пла(21) 4811105/02 (22) 06.04,90 (46) 23,05,92. Бюл, ¹ 19 (71) Физико-технический институт АН БССР (72) А,B.Àëèôàíîâ, Г.М.Гайдаленок, А,М,Кузей и В.П.Новиков (53) 621.762.4.04(088.8) (56) Журнал Всесоюзного химического общества TXXXIY, № 4, 1989, с. 519 — 527. (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДЛИННОМЕРНЫХ ПРОВОДНИКОВ ИЗ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНОЙ СВ ЕРХПРОВОДЯЩЕЙ

КЕРАМИКИ

Изобретение относится к порошковой металлургии и может быть использовано для изготовления длинномерных проводников из высокотемпературных сверхпроводящих керамик электротехнического назначения.

Целью изобретения является повышение токонесущих характеристик проводника и их стабилизация, Способ осуществляют следующим образом.

Пластичную оболочку наполняют шихтой, содержащей 98-80 мас,% YBazCuaO>< и

2 — 20 мас.% Ag, после чего осуществляют деформацию заготовки при 450 — 800 С с последующей электрохимической обработкой при 400 — 750 С и напряжении 0,01 — 2,5

В. (57) Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к способам изготовления длинномерных проводников из высокотемпературной сверхпроводящей керамики. Цель изобретения — повышение токонесущих характеристик проводника и их стабилизация, Пластичную оболочку (например серебряную) заполняли шихтой следующего состава, мас,%: УВа2СозОх 98-80;

Ag 2 — 20 и осуществляли деформацию заготовки при 450 — 800 С с последующей электрохимической обработкой при 400-750 С и напряжении 0,01 — 2,5 В. 1 табл. стичностью при 450 — 800 С, чем керамика микронных размеров. Причиной этого является межзеренное скольжение, сопровождающееся динамической рекристаллизацией, В процессе деформации (экструзии, и рокатки) частицы серебра удлиняются и шихта приобретает волоконное строение: в матрице из керамики расположены волокна серебра длиной 200-5000 А . Размер зерен шихты составляет 0,1 — 0,3 мкм и они вытянуты в направлении деформации удлинения.

Такое строение сердцевины придает проводнику гибкость и повышает прочность, в том числе и на изгиб. Снижение содержания серебра в шихте менее 2 мас.% ведет к резкому различию в пластических характеристиках оболочки и сердцевины, что приводит к растрескиванию сердцевины, что приводит к растрескиванию сердцевины и разрывам оболочки, Увеличение содержания серебра более 20 мас.% снижает электрические характеристики проводника.

После экструзии шихта обеднена кислородом и находится не в сверхпроводящем со1734951

Плотность тока, А/см

Состав шихты

Режим изготовления

После навивки

УВа2СОЗОх

Исходная

Электрохимическая оба ботка

Температура деформации, С

U,В

900

2. 10

2

10

10

470

98

98

98

0,01

1,1

2,5

0,01

1,0

1,0

1,0

3,0

0,001

1,0

400

450 стоянии. Насыщение кислородом осуществляется электрохимически. К обоим концам проводника присоединяются два электрода, один из которых выполнен из твердого электролита, например, ZrOz + 10 мас., 5

УОз, При пропускании постоянного электрического тока молекулярный кислород на поверхности твердого электролита в ион...

+4е т.е. Ог 20, а на границе твердый электролит — сверхпроводящая керамика происходит электрохимический перенос О (твердый электролит) - О (сверхпроводящая шихта). Твердый электролит в таком режиме работает как кислородный насос, 15 насыщая шихту кислородом, и переводит ее в сверхпроводящее состояние.

Этот метод не требует отжига шихты при высоких (900-950 С) температурах в среде кислорода в течение десятков часов. 20

Процесс протекает в зависимости от размеров проводника за 1 — 6 ч. В случае необходимости может использоваться дополнительный электрод изтвердого электролита, Для этого в серебряной оболочке 25 выполняется отверстие, через него в керамике присоединяется дополнительный электрод. Электрохимическое насыщение ведется при относительно низких температурах и малых длительностях, поэтому про- 30 цесс рекристаллизации керамики не успевает произойти, особенно в условиях, когда матрица пронизана ультрадисперсными волокнами серебра. Это обеспечивает сокращение прочностных характеристик 35 проводника при достаточно высоких токонесущих показателях, При температурах электрохимической обработки менее 400 С электрохимический перенос ионов кислорода из твердого электролита не протекает и 40 проводник не переходит в сверхпроводящее состояние. Повышение температуры более 750 С ведет к рекристаллизации шихты, росту зерна керамики, снижению прочностных и токовых характеристик проводника.

Повышение напряжения в процессе электропереноса более 2,5 В ведет к перегреву проводника, локальной рекристаллизации керамики и ухудшению прочностных и токовых характеристик проводника. Снижение напряжения менее 0,01 В не обеспечивает переноса кислорода, шихта не переходит в сверхпроводящее состояние, Снижение температуры деформирования менее 450 С приводит к нарушению сплошности сердцевины, микротрещинам и падению плотности тока, В то же время увеличение температуры деформирования более 800 С ведет к рекристаллизации и охрупчиванию проводника и его разрушен и ю и ри сгибах.

В таблице приведены токовые характеристики проводника, полученные по предлагаемому способу после навивки на стержень диаметром 100 мм. Диаметр провода 1 мм.

Из данных таблицы следует, что описанный способ повышает и стабилизирует критический ток проводника и изделия, Формула изобретения

Способ изготовления длинномерных проводников из высокотемпературной сверхпроводящей керамики, включающий наполнение пластичной оболочки шихтой, содержащей УВагС зОх, и деформацию заготовки, отличающийся тем,что,с целью повышения токонесущих характеристик проводника и их стабилизации, в шихту дополнительно вводят Ag при следующем соотношении компонентов, мас. %:

УВагСизОх 98-80

Ag 2 — 20, при этом деформацию ведут при 450-800 С с последующей электрохимической обработкой при 400 — 750 С и напряжении 0,01 — 2,5 В, 1734951

Продолжение таблицы

15

25

35

Составитель Г.Загорская

Техред М,Моргентал Корректор С.Шевкун

Редактор О.Хрипта

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 1772 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5