Структура и критические токи висмутовых высокотемпературных сверхпроводников

• Автор: Михайлова, Александра Борисовна
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 185 с. : ил.

Оглавление
Введение

Актуальность темы

Цель работы

Научная новизна

Практическая значимость работы

Апробация работы

Публикации

Структура диссертации

Глава 1. Литературный обзор

1.1. Особенности температурных зависимостей и температурных свойств Bi-ВТСП

1.2. Кристаллические структуры ВТСП
1.3. Фазовые равновесия в системе В120з - SrO - CaO - CuO, приводящие к образованию гомологов ряда Bi2Sr2Can.1Cun02n+4
1.4. Проблема текстурирования материалов на основе Bi-ВТСП
1.5. Влияние контролируемых примесей на сверхпроводимость
Bi-ВТСП
1.6. Методы изготовления длинномерных изделий
1.7. Выводы из литературного обзора
Глава 2. Методика эксперимента
2.1. Образцы, использованные в работе: их характеристики, обозначения, особенности изготовления и подготовки к исследованию
2.2. Рентгенофазовый анализ
2.2.1. Качественный рентгенофазовый анализ
2.2.2. Количественный рентгенофазовый анализ
2.2.3. Уточнение структуры рентгеновским методом Ритвелда
2.3. Исследование текстуры
2.4. Измерения критических токов
2.4.1. Измерения транспортных критических токов ионно-плазменных покрытий и многожильных композитов из Bi-ВТСП в серебряной оболочке в магнитных полях 0<Н< 18 Тл при Т=4,2 К

2.4.2. Оценка величины критического тока многожильных композитов и ионноплазменных покрытий по результатам измерений магнитного момента в магнитных полях до 14 Т при 4,2< Т<77 К
2.4.3. Оценка величины критического тока образцов с добавками тугоплавких соединений по результатам измерений магнитного момента при 4,2< Т<77 К
2.5. Исследование микроструктуры поликристаллических образцов соединений ЕНгЭггСагСизОю+х, В128г2Са2СизОк)+х и многожильных композитов на их основе методами оптической и растровой электронной микроскопии
2.6. Термический и термогравиметрический анализ поликристаллических
образцов соединений В128г2Са2СизО|о+хи Ш28г2Са2Сиз01о+х
Г лава 3. Экспериментальные результаты
3.1. Структурные состояния и критические токи поликристаллических образцов и композитов из Вт-2223
3.1.1. Приготовление образцов и подготовка их к исследованиям
3.1.1.1.Приготовление керамических таблеток из порошка В1-2223, полученного методом совместного осаждения карбонатов (серия образцов Т)
3.1.1.2. Приготовление образцов соединения В1-2223 методом твердофазного синтеза (образцы серии Б)
3.1.1.3. Многожильные композиты из Вт-2223
3.1.2. Термогравиметрическос исследование поликристаллического образца Вт-2223
3.1.3. Рентгенофазовый анализ образцов В1-2223
3.1.3.1. Рентгенофазовый анализ керамических образцов соединения В1-2223 полученных методом твердофазного синтеза (образцы серии Б)
3.1.3.2. Рентгенофазовый анализ порошка В1-2223, изготовленного методом совместного осаждения карбонатов и керамических таблеток, изготовленных на его основе (образцы серии Т)
3.1.4. Исследование структуры соединения В1-2223 методом Ритвелда
3.1.5. Исследование микроструктуры и критических токов поликристаллических образцов Вт-2223
3.1.6. Исследование многожильных композитов на основе В1-2223
3.1.6.1. Исследование критических токов

3.1.6.2. Исследование микроструктуры образцов многожильных композитов
3.1.7. Исследование воздействий прокатки на структурные состояния и сверхпроводимость поликристаллических образцов В1-2223
3.1.7.1. Приготовление холоднокатаных покрытий из Ш-2223 на пластинчатых подложках с различным модулем упругости
3.1.7.2. Исследование микроструктуры холоднокатаных покрытий из ЕН-2223 на пластинчатых подложках с различным модулем упругости
3.1.7.3. Исследование катионного состава структурных фаз в покрытиях после холодной прокатки и термообработки
3.1.7.4. Рентгенографическое исследование фазового состава и текстуры холоднокатаных покрытий из Ш-2223 на пластинчатых подложках с различным модулем упругости
3.1.7.5. Выбор температурных и временных интервалов отжига для холоднокатанных покрытий из В1-2223 на металлических подложках с различным модулем упругости
3.1.7.6. Исследование сверхпроводящих характеристик холоднокатаных покрытий из В1-2223 после термообработки при 840 °С в течение 8 часов
3.1.8. Выводы
3.2. Исследование ионно-плазменных покрытий из В1-2212
3.2.1. Технология нанесения покрытий
3.2.2. Подготовка порошка для нанесения покрытий
3.2.3. Уточнение структуры соединения В1-2212 по данным рентгенографического исследования порошка используемого для напыления покрытий
3.2.4. Исследование массивных колец из Вг-2212, полученных ионноплазменным методом
3.2.5. Исследование структуры ионно-плазменных покрытий из В1-2212, нанесенных на серебряную подложку
3.2.5.1. Покрытия на серебряной подложке после напыления
3.2.5.2. Термическая обработка покрытий
3.2.5.3. Покрытия на серебряной подложке, подвергнутые термической обработке

2212, оси с которых параллельны друг другу и находятся в контакте друг с другом, не возможно объяснить разницу в текстуре только как функцию толщины.
В связи с этим, модель текстурного развития материалов ВТСП, основанная на соображениях поверхностной межфазной энергии, предложенная в работе [116] выглядит наиболее правдоподобной и позволяет корректно объяснить и описать наблюдаемые явления. В этой модели в отличие от предыдущих подобных работ, выведенных на толстых пленках, были учтены эффекты поверхностного взаимодействия между кристаллами ВТСП и другими твёрдыми поверхностями, представленными в системе. Модель была проверена путём проведения целого ряда экспериментов. В частности наблюдениями за микроструктурой образцов. Согласно этой модели на ранних стадиях затвердевания, когда в изобилии представлена перитектическая жидкость, ВТСП кристаллы довольно подвижны, что облегчает их контакт и взаимодействие. В результате, если поверхность плоскости с кристалла вступает во взаимодействие с инородной поверхностью, то кристалл может минимизировать свою поверхностную энергию и прилипнуть к ней (рис. 1.15.).
Рис. 1.15. Кристаллы Ві-2212, находящиеся в контакте с субстратом: а) поверхность кристалла ориентирована своей поверхностью с к свободной жидкости, при этом его ось с параллельна субстрату серебра; б) кристалл ориентирован своей поверхностью с к серебряному субстрату (или свободной поверхности), при этом его ось с перпендикулярна субстрату серебра (или свободной поверхности).
И этот механизм приведёт к появлению текстурированного образца. Однако в валовой пробе кристаллы ВТСП могут минимизировать свою поверхно-