Синтез купратов иттрия-бария с использованием нитратов Кулаков, Андрей Борисович

Введение к работе

Актуальность темы Открытие оксидных сверхпроводников с сокими критическими температурами поставило перед исследовате-ми проблему пра: тического освоения ВТСП. Разработка эффектив--х методов синтеза, позволяющих получать однофазные ВТСП мате-алы с воспроизводимыми свойствами - одно из нео0ходи»1ых усло-й решения этой проблемы.

Среди предложенных к настоящему щретаетга способов получения а₂Си₃0^__х перспективны методы синтеза, основанные на разложе-и нитратов. Они позволяют использовать <в качестве исходных ешанные растворы практически любых катиоь^в с требуемым соот-шением комг шентов.

Физико-химичг-зкие процессы, протек^ощие в ходе cm 'еза куп-' тов иттрия-брчия с использованием нитратов., недостаточно изу—' ны, что затрудняет оценку перспективы практического применения ого метода.

В работе была поставлена це.л, - выявить закономерности ос-вных физико-химических процессов, лротекавдих при синтезе куп-тов иттрия-бария с .іспользованиєм нитратов, и разработать медику, позволяющую получать оксидный продукт - порошок а₂Си₃0₇__х с минимальным количествся лримесей.

Для З'о.ого необходимо было .рбвгшь ;ряд конкретных задач; . изучить особенности-термолиза тагдивидуальных "чтратов меди, рия и иттр"я и их смелей, - 'той числе полученных криохимичес-м мето-ом синтеза, и процессов фазёобразования; исследоват-) изменения, химического « фазового состава солсзнх одуктов вакуугягой суагки быстрозамороженных растворов' нитратов и хранении его в средах с .разной влажностью,' оптимизировать режимы термической обработки смеси нитратов, зволяющие получать материалы с заданным соотношением компонент в, и минимальным содержанием примесных фаз (промежуточных про-ктов синтеза).

Для решения поставленных задач были использованы следующие зпериментьльные методики;

- дифференциальный термический анализ (ДТА), диффэренциаль-
S гермогравиметрический (Д1Т) и анализ выделяющихся газов
ЗГ) дая изучения процессов разложения нкгратов; , . .

— -сканирующая электронная микроскопия,' ИК- и ЯГР- спектро-
алия.,, рентгенофазовнй и химический анализ, магнитометрия^:(при

исс здовании структуры, строения и свойств солевых и оксиднш материалов);

- седиментационный анализ и анализ удельной поверхности, метод БЭТ (для определения дисперсности порошковых материалов);

- математическое^-моделирование термолиза нитратов (для подтверждения адекв- гности предлагаемого механизма и оптимизацш процесса).

Научная новизна работы определяется следующими положениями которые выносятся на защиту:

1. Впервые для синтеза YBa₂Cu₃0₇__x использован криохимичес-кий метод. Полученные образцы.ВТСП~керам.„ки характеризуются высокой плотностью (р_рвнт^с,90%) и узким трмпературным интервало; перехода в сверхпроводящее состояние ідТ_с»0,Ш.

2. Изучены механизмы процессов термолиза и фазообраэования Найдены условия термообработки смеси нитратов, при которых поте ри моди пренебрежимо малы, а конечны" продукт содержит линималь ное количество примзсей.

3..Обнаружено, что при быстром охлаждении раствора нитра тов, используемого для интсза YBa₂Cu₃C₇ , криогранулят состой кз г"чтгеноно_ашрфной массы, кристаллов льда : гексагидрата нит рата меди л Солевой продукт сублимацюкного обезвоживания хараї терчзуе: :я. оте/тстБием каких-ди^о щ. оталлических фаз. При во; действии паро/, вода в нём образуйте;; кристаллические фазы сося ветствущих нитратов.

Практическая значимость работы. Предложении научно обоснованные режимы термолиза смеси нитратов, позволяющие получав дисперсные порошки Y-Ba ВТГЛІ заданного катионного состава. Ра: работанные методики могут быть, испольэов ны для синтеза смешаї пых купратов бария и других РЗ элементов.

. Апробация работы. Основные результаты роботы до-ожены : Четвертой всесоюзной конференции по химии низких темперах, .(Москва,1988),'1 Всесоюзном Совещаний "Физикохимия и технолог высокотемпературных сверхпроводящих материалов" (Москва, 1^88 I Всесоюзном совещании по диагностике высокотемпературных свер проводников (Черноголовка, 1989). конференциях молодых учен химического факультета МГУ'((Москза І^ГЯ8, 1989), Всесоюзном с минере "Физикохимия и технология ВТСП" (Свердловск, 1990). ^:

Публикации. .По теме диссертации опубликовано ІЗ печати работ, включая t научных статьи, тезисы Ь докладов, о также

авторских свидетельства на изобретения.

Структура и объём рлботи. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, трёх основных глав,в которых изложены результаты исследование, выводов, заключения, списка литературы (132 наименования), приложения. Работа изложена на 120 страницах машинописного текста и иллюстрирована 5 таблицами и 26 рисунками.

Работа выполнена в рамках Государственной программы фундаментальних исследований "Высокотемпературная сверхпроводимость" по проекту "Раствоп", направленному на разработку фундаментальных основ криохимического синтеза ВТСП.