Способ получения сверхпроводящих керамических покрытий типа купратов с перовскитной структурой
Изобретение относится к получению сверхпроводящих керамических покрытий типа купратов с перовскитной структурой и может быть использовано в электронной промышленности. Цель изобретения - повышение однородности состава покрытий по содержанию сверхпроводящей фазы. Способ получения сверхпроводящих керамических покрытий типа купратов с перовскитнойструктуройвключает формирование на поверхности изделия слоя, состоящего из меди и твердых оксидсодержащих частиц, путем химического или электрохимического осаждения меди или ее сплава с иттрием или висмутом из раствора, содержащего твердые частицы, в качестве которых берут порошки типа Yi-x-Ba-03,5 или типа В12-хЗг2СаОб-1,5х, где х - атомное содержание иттрия или висмута в осаждаемой меди, после чего осуществляют термодиффузионный отжиг при 900-1000° С в случае сформированного слоя с частицами типа Yi-xBa2-03,5 и при 780-850° С в случае слоя с частицами типа Bi2-xSrCaOe-i.5. Формирование слоя, состоящего из меди и твердых оксидсодержащих частиц, путем химического или электрохимического осаждения меди или ее сплава из раствора, содержащего твердыечастицы вышеуказанного типа, с последующим термодиффузионным отжигом обеспечивает однородность состава покрытий по содержанию сверхпроводящей фазы. 1 табл. СО
COIO3:О с1 Е ТС КИ X
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
ГОСУДАРСТВЕ(Г ЮЕ ПАТЕНТНОЕ
ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕН! СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4667322/02 (22) 23.03.89 (46) 30.07.93. Бюл. ¹ 28 (71) Научно-и роизводствен ное обьединение
"Всесоюзный научно-исследовательский проектно-конструкторский. и технологический институт кабельной промышленности" (72) А,В.Рычагов, lO,П.Ипатов, В.Е,Дозорцев, В.Е,Сытников и В.И.Яшнов (56) Сайфуллин P.Ñ. Неорганические композиционные материалы. М.: Химия, 1983, с.244-249.
Реферативный журнал Физика, ¹ 9, 1988, реферат 9Н524. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СВЕРХПРОВОДЯЩИХ КЕРАМИЧЕСКИХ ПОКРЫТИЙ ТИПА КУПРАТОВ С ПЕРОВСКИТНОЙ
СТРУКТУРОЙ (57) Изобретение относится к получению сверхпроводящих керамических покрытий типа купратов с перовскитной структурой и может быть использовано в электронной промышленности, Цель изобретения — повышение однородности состава покрытий . по содержанию сверхпроводящей фазы.
Изобретение относится к способам получения акисных покрытий химическим и электрохимическим нанесением композиционных покрытий с последующей термической обработкой и может быть использовано в электрохимической промышленности для изготовления изделий со сверхпроводящими покрытиями типа купратов с перовскитной структурой, Целью изобретения является повышение однородности состава покрытий по содержанию сверхпроводящей фазы.
„„!Ж, 1830396 Al (sI1s С 25 О 15/00, 5/50, С 23 С 18/38
Способ получения сверхпроводящих керамических покрытий типа купратов с перовскитной структурой включает формирование на поверхности изделия слоя, состоящего из меди и твердых оксидсодержащих частиц, путем химического или электрохимического осаждения меди или ее сплава с иттрием или висмутом из раствора, содержащего твердые частицы, в качестве которых берут порошки типа У1- Ва — Оз,5
ИЛИ тИПа В12-ySrZCa05-1,5х, ГДЕ Х вЂ” атОМНОЕ содержание иттрия или висмута в осаждаемой меди, после чего осуществляют термодиффузионный отжиг при 900 — 1000 С в случае сформированного слоя с частицами типа У1- Ваг-Оз,5 и при 780-850" С в случае
СЛОЯ С ЧаСтИцаМИ тИПа В12-хSГСа05-1.5, ФОрмирование слоя, состоящего из меди и твердых оксидсодержащих частиц, путем химического или электрохимического осаждения меди или ее сплава из раствора, содержащего твердые частицы вышеуказанного типа, с последующим термодиффузионным отжигом обеспечивает однородность состава покрытий по содержанию сверхпроводящей фазы, 1 табл.
Поставленная цель достигается тем, что в способе получения сверхпроводящих керамических покрытий типа купратов с перовскитной структурой путем формирования на поверхности изделий. слоя, состоящего из меди и твердых частиц из оксидсодержащего термодиффузионного отжига в окислительной среде, согласно изобретению процесс формирования слоя ведут путем химического или электрохимического осаждения меди или ее сплава с иттрием или висмутом из раствора, содер3
1830396 жащего твердые частицы, в качестве которых берут порошки типа У1-хВа203,5-1,5х или порошки типа В!г-хЯг СаОв-1,вх, где х — атомное содержание иттрия или висмута в осаждаемой меди, а термодиффузионный отжиг осуществляют при 900-1000 -ь -в.-случае сформированного слоя с частицами типа Yi,Ва Оэ,5-1,5х и при 780 — 850 С в случае слоя с частицами типа Biz-xSoCa06-1,5х.
Изобретение осуществляется следующим образом, Пример 1. Для осаждения композиционного химического покрытия (КХП) пластинку из поликора размером 24х30 мм с каталитическим серебряным подслоем с одной стороны погружали в раствор химического меднения, содержащего, г/л: сернокислую медь 7, виннокислый калийнатрий 22,5, углекислый натрий 2, гидроокись натрия до 12,0-12,3, формалин 20 (40%-ный) 34. В случае получения КХП для керамики системы Bi-Sr-Са-Си-О в раствор дополнительно вводили 1.9 г/л соли висмута в виде раствора лимоннокислого висмута в аммиаке и 45 г/л порошка В!),вSг2СаOs,4, а для керамики системы Y-Ва-Си-0 — 2,65
r/ë соли иттрия в виде.щавелевокислого иттрия в аммониевой соли ЗДТА и 35 r/ë порошка Yo,77Bà20ç,15. Порошки имели размер частиц менее 1 мкм. 30
Процессы осаждения КХП осуществляли при комнатной температуре в течение 3,5 часа при пульсирующем перемешивании.
Композиционное покрытие системы CuBi-Sr-Са-О сначала отжигали при 780 С на воздухе 48 ч, а затем — в.кислороде при 850
С в течение 2 ч. Композиционное покрытие
Y-Ва-Си-О отжигали 24 ч на воздухе при
950 С и в кислороде 8 ч при 900 С.
Пример 2, Для получения купратного покрытия УВа2СиэОт-х электрохимическим методом на плоскую подложку иэ сплава серебра с палладием (5 мас.%) осаждали композиционное покрытие СиэУо,2 — окись бария — окись иттрия. Покрытие наносили иэ электролита, содержащего, г/л: сернокислая медь (водная) 120, сульфат аммония 60. сульфат натрия (водный) 60. этилендиамин
60, иттрийаммонийэтилендиаминтетраацетат 35, медненный порошок ВагУо,вОэ,д с размером частиц 1 мкм 200, — при рН 8,0-.
8,5, комнатной температуре и плотности тока 0,5 А/дм2. Медленный порошок готовили путем пиролитического разложения формиата меди на плазмохимическом порошке окислов в вакууме при 240 С, В течение 0,5 ч было получено покрытие толщиной 13 мкм.
Термодиффузионный отжиг подложки с композиционным покрытием проводили
55 при 940 С в течение 16 ч, из них сначала на воздухе 8 часов, а затем в кислороде.
Для получения купратного покрытия
В1 $ггСаСигОв-х на йлоскую подложку иэ сплава серебра с палладием (5 мас.%) осаждали композиционное покрытие CuzBio,5— окись висмута — окись стронция — окись кальция. Покрытие наносили из электролита, содержащего г/л: сернокислая медь (водная) 50, сульфат аммония 60, сульфат натрия (водный) 60, этилендиамин 60, калий — висмут виннокислый 40, медненный плазмохимический порошок В!1,53г2Са05,25 с размером частиц 1 мкм 200, при рН 9,5-10, комнатной температуре и плотности тока
0,5 А/дм, В течение 0,5 ч было получено покрытие 20 мкм. Термодиффузионный отжиг подложки с композиционным покрытием проводили при 820 С в течение 24 ч, из них сначала на воздухе 12 ч, а затем в кислороде.
В предло>кенном способе компоненты, дополняющие состав купратов, взяты в виде соединения, С учетом распределения их в матрицах из медно-иттриевого или медновисмутового сплавов такое сочетание в процессе термодиффузион ного отжига способствует формированию более однородных по составу покрытий.
Конкретные сравнительные данные результатов экспериментальных исследований способа — прототипа и изобретенного способа приведены в таблице.
При этом данные относятся к 10 равномерно вырезанным образцам иэ сверхпроводящей ленты длиной 3 м, полученной по способу — прототипу "на проход", и к 10 параллельно проведенным экспериментам по нанесению покрытий по изобретению в условиях, описанных в примерах 1, 2.
Как видно из таблицы, предложенный способ позволяет повысить содержание сверхпроводящей фазы в покрытии с 2045% до 50-80%. однородность ее распределения по длине и сечению проводника. в частности неоднородность по содержанию сверхпроводящей фазы в покрытиях составляет 3,7 — 13% в изобретенном способе по сравнению с 39% в известном способе.
Формула изобретения
Способ получения сверхпроводящих керамических покрытий типа купратов с перовскитной структурой путем формирования на поверхности иэделий слоя, состоящего из меди и твердых частиц из оксидсодержащих частиц, дополняющих состав купратов, и последующего термодиффузионного отжига в окислительной среде. отличающийся тем, что. с целью повышения однородности состава покры1830396 типа В!г-хЯггСа06->,вхО где х — атомное содержание иттрия или висмута в осаждаемой меди, а термодиффузионный отжиг осуществляют при 900 — 1000 С в случае сформи5 рованного слоя с частицами типа
У1-х6а2О3,5-1,5х и при 780 — 850 С в случае слоя с частицами типа Bi2-хЯг2Са06-1,5х. тий по содержанию сверхп роводящей фазы, процесс формирования слоя ведут путем химического или электрохимического осаждения меди или ее сплава с иттрием или висмутом из раствора. содержащего твердые частицы, в качестве которых берут порошки типа У -хВарОз5-,5 или порошки
Критическая температура, К(числитель) и содержание сверхпровоя ей азы, знаменатель
Способ получения
69
81 77 .Б 30
86 87
67
78
70 65
78,5 78,5
55 55
79.5
G5
79,5
60
Bi-Sr-Ca-Си-О
78
78 80
88
89
Y-Ва-Си-0
89
Составитель Ю.Ипатов
Техред М.Моргентал Корректор И.Шмакова
Редактор
Заказ 2516 Тираж Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5
Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина. 101
Способ прототип
Y-Ва-Си-0
По изобретению
Пример 1 Bi-Sr-Ca-Си-0
Y-Ва-Си-О
Пример 2
87
78,5
83
89
78
87
78
78
92
77
89
89
86
77,5
77
92
92
87
78
78
