Синтез, микроструктура и функциональные свойства композитов на основе BI-2212 сверхпроводников с высокодисперсными включениями Ti-, Zr-, Hf, Mo-, W- содержащих оксидов

• Автор: Макарова, Марина Вадимовна
• Шифр специальности: 02.00.21
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 144 с. : ил

НВа2СапСпп2й , но при дальнейшем росте п Тс начинает падать Н, Т1ВТСП. Это уменьшение связывается с искажением планарности слоев Си. В системе В1ЯгСаСи0 существуют 3 сверхпроводящие фазы В8г2Сап. Сипг4б, п1,2,3 ВЯг2СиОВ1, ВЯг2СаСиял Вь и В2Яг2Са2СщОннй В1. Их Тс равны соответственно К, К и 0К. В1г2Си,6 В0В1ЮСиК8Ю0В

В8г2Са,Си ВВ5гСиСаьСиСгВ

В8г2Са2СизОч6 ВЮОВ1Х8гОСиО2СййСиО2Са0ХСиОЮОВ

Для компенсации сильной деформации слоя ВЮ требуется еще один противостой ОВт. Слоистые структуры с одним слоем ВЮ нехарактерны для висмутовых систем, в отличие от родственных таллиевых соединений. Возможно, это результат влияния несвязываюшей пары, отсутствующей у Т1. Для структур висмутовых соединений характерна возможность замещения базовых катионов на катионы с подобной кристаллохимией. Так. В.хРЬх8г2Са2Си. Юкь с ТС0К. Такое замещение стабилизирует Вь фазу и существенно облегчает ее синтез. Общей характеристикой ВТСП оксидов является чрезвычайная сложность их структур, большинство которых относится к несоразмерным фазам. Использование электронной микроскопии высокого разрешения ЭМВР показало отсутствие полной упорядоченности в чередовании блоков для структуры Вь вдоль оси х. Причиной несоразмерной модуляции является почти синусоидальное смещение атомов В, и 8г вдоль осей а и с на величину вплоть до 0,нм. Атом меди смещается только вдоль с до 0, нм, и таким образом создается гофрировка слоя Си. Тип модуляции зависит от условий синтеза. Для В1ВТСП характерна особенно сильная анизотропия , что приводит, в частности, к весьма необычному характеру зависимости магнитного момента этих веществ от величины поля в случае, если оно наклонено к основным кристаллографическим осям. Суть эффекта состоит в том, что вследствие значительной анизотропии вихревым линиям вначале энергетически более выгодно располагаться между слоями Си в плоскости аЬ и лишь затем, после превышения некоторого поля, начинать пронизывать аЬ плоскости 5,6. Это поле составляет примерно 1. Тл дня В1 6. Табл. Величины критических магнитных полей для различных направлений поля в ВЬВТСП. НсЛо, Тл 0, А 0, А н. В8г2СаСих 7 . Длина когерентности поперек слоев Си0 Д в ВЙ значительно меньше расстояния между слоями, поэтому сверхпроводимость является квазидвумерной. У3 трехмерна табл. Слоистый характер соединений системы ВьйгСаСиО обеспечивает хороший контакт и значительное текстурирование вещества, что создает предпосылки для создания длинномерных изделий и лент на их основе. Фазовые равновесии в системе ВЦРЬ8гСаСи0. Фаза ВЙ является термодинамически стабильной в широком интервале температур и в присутствии большинства имеющихся в системе соединений. В отличие от нее, В1 существует в узком температурном интервале и находится в фазовом равновесии с меньшим числом соединений. При температуре 0С на воздухе обнаружено четырехфазных равновесий с участием В1, в то время как с В1только 6 9. Области стабильности сверхпроводящих фаз показаны на фазовой диаграмме рис. Рис. Схематическая фазовая диаграмма системы В5ССО в области составов В8г2Си Вт2Са2,бСиХьОил 9
Растворимости различных элементов в Вг существенно зависят от температуры. С увеличением температуры область одиофазмости сжимается и сдвигается в сторону более богатых 8г составов. Выше 0С обогащенная стронцием В2 фаза разлагается. Ее состав соответствует отношению ЯгСа 2. СЭМРСМА . Нижняя граница области во всем интервале температур составляет 5гСа . Такая величина интервала 5гСа соответствует содержанию Вц равному 2. Следует отметить, что количество В1 влияет на отношение БгСа, и наоборот. Содержание висмута в Вь фазе лежит в пределах 2. Са. Точный состав В5пСаСич находится вне области однофазности. Кислородный индекс В1 лежит между 8 и 8,3 и имеет тенденцию к уменьшению с увеличением доли Са . Катионный состав существенно влияет на величину параметра с но не а и Ь кристаллической ячейки ВК и Тс. Параметр с увеличивается с ростом содержания В1 и уменьшается с ростом Са. Это согласуется с данными об ионных радиусах для к. Вг1 7 пм, Зг2 1 8пм, Са2 ЮОпм .