Термодинамика и кинетика термического разложения фаз высокотемпературной сверхпроводящей керамики : (Bi, Pb)-Sr-Ca-Cu-O

• Автор: Петрова, Ольга Николаевна
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 134 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ЕЛАВА 1. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ
1Л Структура сверхпроводящих материалов на основе висмута
1.2 Кинетика процессов кислородного обмена в системе ВЬЬг-Са-Си-О
1.3 Фазовые соотношения и стабильность фаз в системе ВЕБн-Са-Си-О
1.3.1 Фазовые соотношения
1.3.2 Стабильность, кислородная стехиометрия и термодинамическое поведение фаз в системе ВКБг-Са-Си-О
1.4 Выводы, сделанные из аналитического обзора литературы
ГЛАВА 2. МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЙ
2.1 Исходные материалы
2.2 Приборы, используемые для измерения давления кислорода при термохимической обработке образцов
2.2.1 Определение объемов отдельных частей электровакуумной системы
2.2.2 Градуировка манометра сопротивления по кислороду
2.3 Методика проведения эксперимента по дегазации образца в замкнутый объем системы
2.4 Методика проведения измерений по методу потока
(динамический метод)
2.4.1 Методика проведения калибровки и анализа кривых
газовыделения в методе потока
2.5 Рентгеновские и электронно - микроскопические исследования
ГЛАВА 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ
3.1 Дегазация образцов керамики в замкнутый объем
3.2 Дегазация образцов керамики при непрерывной откачке
(метод потока)
ГЛАВА 4. ОБСУЖДЕНИЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ

4.1 Кинетика и термодиеамика преврашения (17, 18)
4.2 Кинетика и термодиеамика свойств растворов кислорода в 2212 фазе
4.2.1 Уравнения релаксационных процессов при выделении растворенного кислорода из образца в замкнутый объем, изотерма растворимости
4.2.2 Анализ экспериментальных данных по растворимости кислорода в 2212 фазе
4.2.3 Анализ экспериментальных данных по кинетике выделентя и
поглощения кислорода фазой 2212
ВЫОДЫ
СПИСОК ЦИТИРУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы. В последнее десятилетие значительное развитие получили работы по созданию высокотемпературных сверхпроводящих металлокерамик и исследованию их свойств. Широкие возможности использования высокотемпературных сверхпроводников (ВТСП) в различных областях науки и техники, например, при создании криогенных линий электропередач, мощных ускорителей, в вычислительной и космической технике, вызывают все возрастающий спрос на них.
Со времени открытия в 1986 г. Беднорцем и Мюллером высокотемпературной сверхпроводимости были найдены сверхпроводники в целом ряде оксидных систем, содержащих оксид меди. К таким сверхпроводникам относятся висмутовые сверхпроводящие материалы с перовскитоподобной структурой, отличающиеся высокими температурами перехода в сверхпроводящее состояние и хорошими технологическими свойствами. В данном материале найдено несколько дискретных фаз, три из которых являются сверхпроводниками и могут быть выражены единой формулой В128г2Сап_1СипОу (п = 1,2 или 3). Эти соединения часто обозначают в соответствии с коэффициентами у катионов висмута, стронция кальция и меди как фазы 2201, 2212, 2223. Температуры перехода в сверхпроводящее состояние данных фаз соответственно равны: 20К, 85-90К, 110-115К.
Наибольшее внимание исследователей привлекают две последние фазы: 2223 фаза - как материал для производства, например, длинномерных проводников в серебряной оболочке; фаза 2212 - важна не только как материал для производства, но и как прекурсор легированной свинцом 2223 фазы.
Обращает на себя внимание низкая воспроизводимость фазового состава полученных тем или иным способом материалов с исходными катионными составами, соответствующими фазам 2212 и 2223, после прохождения фактически стандартной химико-термической обработки (длительный отжиг на воздухе при 840-860°С). Например, в легированной свинцом керамике состава

Часть С-В. Увеличивая Ро2 от точки С, кислородное содержание

медленно увеличилось до точки Б, координаты которой 1.26x10' атм. и у = 7.828.
Рис. 19. Зависимость Ро2 от кислородного содержания "у" для В1,.928г,89Са1.о4Си2Оу образца при 1023 К. Точка А - начальная точка при Ро2 = 1 атм.
Часть И-Е. Незначительно увеличив Ро2 от точки И до Ро2 = 2.66x10'2 атм., образец начал быстро окисляться. Равновесная точка Е была получена при Ро2 = 2.66x10'2 атм. иу = 7.886.
Часть Е-Б. Ро2 увеличивается до точки Е, содержание кислорода медленно повышается до точки Е, имеющей координаты Ро2 = 3.25x10"' агм. и у = 7.893.
Часть Е-А. Ро2 медленно увеличивается от точки р, образец становится не стабильным и начинает медленно окисляться. После нескольких дней при давлении Ро2 = 1 атм., образец приобрел состав соответствующий точке А с координатами Ро2 = 1 атм. и у =7.938.
Из рис. 19 видно, что имеет место существенный гистерезис Ро2 как функции содержания кислорода, что всегда является не желательным. Но, не смотря на ото, воспроизводимость А-В части изотермы при восстановительноокислительных условиях и совместно с линейным изменением с-оси