Способ получения композиционных сверхпроводящих тел

 

.СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КОМПОЗИЦИОННЫХ СВЕРХПРОВОДЯЩИХ ТЕЛ, путем ЕЗОЗ- действия давления и температуры на смесь порошков сверхпроводящих мате- • риалов с пластичным наполнителем, например фторопластом, отличающийся тем, что, с целью повышения критических^ .параметров композита и увеличения его пластичности, применяют сверхпроводящие нитриды, например, нитриды титанами ванадия с размером частиц 25-1000 А, а содержание их в композите составляет 15-95 мас.^.

СОЮЗ СОВЕТСИИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУ БЛИН (19) (11) (sy) Í О! ь 39/24

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИМ)БРЕТЕНИЯМ И СП11Р фТИЯМ

1 1РИ ГКНТ СССР (21) 2100934/25 (22) 28,01,75 (46) 07,0 1,92. Бюл . 0 1 (71) Институт новых химических проблем АН СССР (72) В,H,Òðoèöêèé, И,А.Домашнев и Б,M,Ãðåáöoâ .(53) 621,362,2 (088,8) (56) 1. Патент США !" 3527873, кл, 124-15, опублик, 1968, 2, Патент ФРГ N 1302007, кл, 21 35/00, опублик, 1962, t

Изобретейие относится к области электротехники, а именно к сверхпроводящим устройствам, и может быть ис-. пользовано при изготовлении сверхпроводящих тел различной формы, в том числе в виде тонких лент, Известные способы получения композиционных сверхпроводящих тел введением сверхпроводников ь виде проволок или прожилков в пористый или монолитный наполнитель, оксидированием порошков металлов с последующей обработкой горячим прессованием и т,д,, не позволяют получать пластичные сверхпроводящие тела на основе хрупких сверхпроводников, таких как нитриды и карбиды переходных металлов, Известен способ получения композиционных сверхпроводящих тел путем пропитки под давлением пористого органического или неорганического материала — напопнителя сверхпроводя2 (54) (57) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КОМПОЗИЦИОННЫХ СВЕРХПРОВОДЯЩИХ ТЕЛ, путем воздействия давления и температуры на смесь порошков сверхпроводящих материалов с пластичным наполнителем, например фторопластом, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения критических параметров композита и увеличения его пластичности, применяют сверхпроводящие нитриды, например, нитриды титана и ванадия с размером частиц 25-1000 А, а содержание их в композите составляет

15-95 мас,Ъ. щим веществом, находящимся в жидкой или газовой фазе, например ртутью, с последующим охлаждением композита до температуры перехода в сверхпроводящее состояние, Существующий способ имеет следующие недостатки, - 1. Невозможно использовать в композите такие сверхпроводящие вещества, как нитриды и карбиды переходных металлов, перспективные своими высокими значениями критических температур и магнитных полей, поскольку температура перехода их в жидкое или газообразное состояние выше точки плавления материалов, используемых в качестве наполнителя, 2, Невозможность изготовления из компоэита на основе жесткой пористой керамики тонких пластичных лент, необходимых во многих сверхпрооводящих устройствах.

3, Требование равномерного заполнения сверхпроводящим веществом

602062 пористого каркаса так, что сверхпроводящее вещество покрывает в основном стенки сетчатых пор толщиной до 1000, усложняет технологический процесс и приводит к нестабильности сверхпроводящих свойств композита, 4, Необходимость охлаждения композита до низких температур усложняет процесс изготовления из него 10 сверхпроводящих устройств и последующую их эксплуатацию, Целью изобретения является повышение критических, параметров композита и увеличение его пластичности, 15

Цель достигается тем, что применяют сверхпроводящие нитриды, например нитриды титана и ванадия с размером частиц 25-1000 А, а содержание их в компоэите составляет 15-- 20

95 мас,Ф, Предлагаемый способ дает следующие преимущества, Характер распределения дисперсных частиц сверхпроводящего вещества в пластичной матрице, как показывают исследования, существенно не влияет на характеристики сверхпроводимости, что упрощает процесс перемешивания исходных веществ, Трех- 30 кратного совместного пропускания ис.ходных порошков через сито с ячейкой 100 мкм достаточно для обеспече-. ния хорошего формования компактов в любой форм с полУчением для дан- 35 ного материала сверхпроводящих

Свойств °

2. Большое число частиц высокодисперсного порошка сверхпроводящей фазы в единице объема позволяет по- .40 лучать проводящие компакты при содержании диэлектрического наполнителя, например фторопласта-4, вплоть до 80 об,3, что упрощает процессы прессования и. особенно прокатки тонких лент, 3, Высокодисперсные порошки со средним размером частиц 300 А, например, нитридов титана и ванадия, полученного в условиях плазменного потока СВЧ-разряда с температурой

4500 С с общим временем. пребывания частиц при высоких температурах 10

10 с и скорости охлажрения потока

10 град/с, обладают повышенной плот- 55 ностью дефектов кристаллической решетки, что приводит к усилению сверхпроводимости компакта по сравнению с монолитным образцом, Так, для холоднопрессованного (температура прессования 25 С) "плазменного" нитрида титана с фторопластом измеренная критическая температура составляет 5,2 К против 4,85 К для спеченного (отожженного) монолита того же состава, а для нитрида ванадия соответственно

8,4 К против 7,9 К для монолита.

4. Хорошая прессуемость высокодисперсных порошков позволяет изготовлять компакты иэ хрупких нитридов беэ каких-либо добавок и без воздействия высоких температур, приводящих к спеканию и потере эффекта усиления сверхпроводимости, Так, из

"плазменных" нитридов титана и ванадия при давлении прессования 8 г/см и комнатной температуре получаются. относительно прочные, проводящие компакты с критической температурой

5,2 К для нитрида титана и 8,4 К для нитрида ванадия.

Предлагаемый способ иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1, В потоке 1,5 нмз/ч азотной плазмы СВЧ-разряда мощностью

5 кВт со средней температурой 4500 С нитрид титана в количестве 50 г/ч за .время пребывания 10 с диспергиоуется до частиц средним размером 300 / кубической формы и охлаждается со скоростью 10 . град,/с до комнатной температуры, далее смешивается с орошком фторопласта 4 в весовом отношении 1:1 (объемное соотношение

30Ж нитрида и 703 фторопласта), Смесь прессуется при давлении 10 т/см и .комнатной температуре 25 С. Полученный брикет имеет критическую температуру 5,2 К, интервал перехода в сверхпроводящее состояние составляет О.1 К.. Пример 2, B потоке 1,5 нмз/ч азотной плазмы СВЧ-разряда мощностью

5 кВт со средней температурой 4500 гC нитрид ванадия в количестве 30 т/ч эа время пребывания 10 с дисперги15уется до частиц- средним размером

500 А и охлаждается со скоростью

10 град,/с до комнатной температу4 ры, далее смешивается с порошком фторопласта-3 в весовом отношении 1:1, Смесь прессуется при давлении

10 т/смз и комнатной температуре

25 С, Палее брикет подвергается прес-) о

6В2062

Редактор О,Юркова Техред А.Кравчук

Корректор С,Шекмар

Заказ 787 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.ужгород, ул. Гагарина,101 сованию при температуре 150©С и давлении 3 т/см2, Получается пленка толщиной 200 мкм с критической температурой 8,11 К.