Способ получения высокотемпературного сверхпроводника в системе железо-оксид железа

Изобретение относится к области технологии получения высокотемпературных проводников в системе металл - оксид металла и может использоваться для получения соединений, обладающих уникальными физическими свойствами. Способ включает частичное восстановление мелкодисперсного порошка оксида железа Fe2O3 размером менее 50 мкм до металла α-Fe, при сохранении в объеме каждой порошинки оксида железа FeO, в реакторе в потоке осушенного водорода со скоростью 100 мл/мин при температуре 350°С в течение 5 мин и охлаждение до комнатной температуры. Технический результат: получение сверхпроводника в системе железо - оксид железа с высокой температурой перехода в сверхпроводящее состояние при одновременном повышении воспроизводимости результатов синтеза. 1 ил.

 

Изобретение относится к области технологии получения высокотемпературных сверхпроводников в системе металл - оксид металла и может использоваться для получения соединений и изделий, обладающих уникальными физическими свойствами.

В практике физических исследований известны высокотемпературные сверхпроводники, полученные в различных оксидных системах. Хотя имеются определенные теоретические предпосылки к образованию сверхпроводников в различных оксидных системах, однако в научной литературе сведения о теоретической или практической реализации сверхпроводимости для системы железо - оксид железа отсутствуют или сильно ограничены.

Из уровня техники известен способ [CN 101386529 А, 18.03.2009], являющийся наиболее близким аналогом предлагаемому способу, однако сведения, приведенные в данном источнике, довольно скудны, чтобы можно было сделать какие-либо определенные заключения. С другой стороны, известен способ получения сверхпроводника состава NaxCoO2·yH2O (х=0,35, y=1,3) с температурой перехода в сверхпроводящее состояние при 5 K [K.Takada at el., Superconductivity in two-dimensional CoO2 layers. Nature (2003) v.422, N 6, рр.53-55]. В соответствии с этим способом NaxCoO2 был приготовлен из Na2CO3 (99,99%) и Co3O4 (99,99%) по твердофазной реакции при 800°С в кислороде в течение 8 часов. Отмывку порошка NaxCoO2 проводили в растворе Br2/СН3СН в течение 5 дней. Основным недостатком этого способа являются технологические сложности получения сверхпроводника NaxCoO2 требуемого состава, а также большая продолжительность процесса и невысокая температура перехода в сверхпроводящее состояние - всего 5 K.

Задача изобретения - получение сверхпроводника в системе железо - оксид железа с высокой температурой перехода в сверхпроводящее состояние при одновременном повышении воспроизводимости результатов синтеза.

Поставленная задача решается благодаря тому, что используется способ получения высокотемпературного сверхпроводника в системе железо - оксид железа, включающий частичное восстановление мелкодисперсного порошка оксида железа Fe2O3 размером менее 50 мкм до металла α-Fe, при сохранении в объеме каждой порошинки продуктов восстановления - оксидов железа FeO и Fe3O4, в реакторе в потоке осушенного водорода со скоростью 100 мл/мин при температуре 350°С в течение 5 мин и охлаждение до комнатной температуры.

Температура перехода в сверхпроводящее состояние составляет 110 K.

Результат использования такого способа поясняется чертежом, на котором показаны результаты измерения температуры сверхпроводящего перехода на материале, полученном предлагаемым способом.

Способ получения высокотемпературного сверхпроводника осуществляется следующим образом. Мелкодисперсный порошок оксида железа (Fe2O3) размером частиц менее 50 мкм помещают в реактор, через который пропускают осушенный водород со скоростью 100 мл/мин. Реактор помещают в печь, нагретую до температуры 350°С, и проводят частичное восстановление оксида железа (Fe2O3) до металла α-Fe при сохранении в объеме каждой порошинки продуктов восстановления - оксидов железа FeO и Fe3O4, в течение 5 мин. Затем реактор извлекают из печи и охлаждают до комнатной температуры. На полученном образце проводят измерение магнитной восприимчивости в переменном магнитном поле с целью обнаружения сверхпроводящего перехода.

Пример реализации.

В качестве исходного материала использовали мелкодисперсный порошок (менее 50 мкм) оксида железа Fe2O3 марки ОСЧ чистотой 99,99%. Навеску порошка массой 10 г помещали в кварцевый реактор и равномерно распределяли по его длине. Длина засыпки порошка составляла 100 мм. Реактор помещали в печь, нагретую до температуры 350°С. Через реактор пропускали водород, осушенный от следов влаги, со скоростью 100 мл/мин. Образец выдерживали в течение 5 минут, после чего реактор с частично восстановленным порошком (до металла α-Fe, при сохранении в объеме каждой порошинки продуктов восстановления - оксидов железа FeO и Fe3O4) извлекали из печи и охлаждали до комнатной температуры. Затем на образце порошка проводили измерение магнитной восприимчивости в переменном магнитном поле. Результаты измерения представлены на чертеже: переход полученного образца в сверхпроводящее состояние составил 110 K.

Способ получения высокотемпературного сверхпроводника в системе железо - оксид железа, включающий частичное восстановление мелкодисперсного порошка оксида железа Fe2O3 размером менее 50 мкм до металла α - Fe при сохранении в объеме каждой порошинки оксида железа FeO в реакторе в потоке осушенного водорода со скоростью 100 мл/мин при температуре 350°С в течение 5 мин и охлаждение до комнатной температуры.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к способу обработки сверхпроводящих материалов на основе композитных высокотемпературных сверхпроводников (ВТСП) и может быть использовано для передачи электроэнергии, для создания токоограничителей, трансформаторов, мощных магнитных систем.

Изобретение относится к сверхпроводящему проводу, содержащему разделители различных видов, которые размещены между противодиффузионной трубкой и модулями, а также между самими модулями с использованием способа внутрифазовой диффузии.

Изобретение относится к сверхпроводящему тонкопленочному материалу и способу получения сверхпроводящего тонкопленочного материала. .

Изобретение относится к области электротехники, в частности к сверхпроводящему ленточному проводу, сверхпроводящему устройству и к способу изготовления сверхпроводящего ленточного провода.

Изобретение относится к области электротехники, а именно к сверхпроводящим многожильным проводам для переменных и постоянных токов, и может быть использовано в криогенной электротехнике.

Изобретение относится к сверхпроводящей многофазной кабельной системе с охлаждением текучей средой, содержащей: а) кабель с, по меньшей мере, тремя электрическими проводами, составляющими, по меньшей мере, две электрических фазы и нулевой или нейтральный провод, причем упомянутые электрические провода взаимно электрически изолированы друг от друга, и b) тепловую изоляцию, задающую центральную продольную ось и имеющую внутреннюю поверхность и окружающую кабель, причем упомянутая внутренняя поверхность упомянутой тепловой изоляции образует радиальный предел камеры охлаждения, предназначенной для удерживания охлаждающей текучей среды для охлаждения упомянутых электрических проводов.

Изобретение относится к области химической технологии получения покрытий так называемых сверхпроводящих проводников второго поколения. .

Изобретение относится к сверхпроводящему кабелю, в котором обеспечивается охлаждение сверхпроводящего проводника с высокой эффективностью и обеспечивается достаточная эффективность изоляции, а также к способу контроля температуры хладагентов, используемых в кабеле.
Изобретение относится к технологии неорганических веществ и может быть использовано при получении железокремниевых флокулянтов-коагулянтов и способу обработки с его помощью сточных вод промышленных предприятий, а также ливневых вод, содержащих нефтепродукты.
Материал // 2437650

Изобретение относится к области переработки полезных ископаемых и может быть использовано при обогащении золошлаковых отходов, сырья техногенного характера, содержащего железо и алюминий.

Изобретение относится к новым сульфидным соединениям, которые могут быть использованы для нужд микроэлектроники, в частности к созданию магнитострикционных материалов.

Изобретение относится к области химии и металлургии и может быть использовано при получении ценных продуктов из красного шлама. .
Изобретение относится к способу получения железосодержащего коагулянта из отработанных солянокислых и сернокислых травильных растворов сталепрокатных заводов и может быть применено в промышленной экологии и водоочистке.

Изобретение относится к химической промышленности, а именно к производству магнитострикционных материалов на основе сложных оксидов металлов, в частности ферритов.

Изобретение относится к области биохимии

Изобретение относится к области технологии получения высокотемпературных проводников в системе металл - оксид металла и может использоваться для получения соединений, обладающих уникальными физическими свойствами

Наверх