Патент на изобретение №2241675
|
||||||||||||||||||||||||||
(54) ПЕРОВСКИТОПОДОБНЫЙ РУТЕНО-КУПРАТ НА ОСНОВЕ ПРАЗЕОДИМА В КАЧЕСТВЕ МАГНИТОУПОРЯДОЧЕННОГО СВЕРХПРОВОДЯЩЕГО МАТЕРИАЛА
(57) Реферат:
Изобретение относится к получению нового сложного перовскитоподобного рутено-купрата на основе празеодима. Результат изобретения: получение нового соединения, обладающего сверхпроводящими и магнитными свойствами. Высокочистые порошки оксидов рутения, празеодима, церия, меди и карбоната стронция в количестве, соответствующем стехиометрии, гомогенизировали в ацетоне. Смесь прокаливали при 960°С в течение 8 ч на воздухе и прессовали. Синтез проводили при 1010°С в смеси воздуха и азота в течение 8 ч. Осуществляли двукратный отжиг при 1050°С на воздухе в течение 10 ч. Перовскитоподобный рутено-купрат на основе празеодима имеет формулу RuSr2(Pr0,7Се0,3)Cu2O10.
Изобретение относится к получению нового сложного перовскитоподобного рутено-купрата на основе празеодима, являющегося перспективным материалом во многих областях техники. В частности, данный сложный перовскитоподобный купрат на основе празеодима после обработки в кислороде под давлением может использоваться в электронике и вычислительной технике (сверхпроводящие квантовые интерферометры, сверхпроводящие элементы памяти) и медицине (сверхпроводящие томографы). Аналогичные перовскитоподобные купраты общего состава RuSr2(Ln,Ce)2Cu2O10- Из всех перовскитоподобных купратов наиболее широкое применение в накопителях энергии, в электромагнитах, токовводах, токоограничителях находят перовскитоподобные купраты на основе меди – CuYBa2Cu2O7- Однако перовскитоподобным купратам на основе меди присущ ряд серьезных недостатков. Так, недостаточно высокой является устойчивость к воздействию влаги, наблюдается высокая чувствительность сверхпроводящих свойств к содержанию кислорода, инконгруэнтное плавление. Задачей данного изобретения было получение нового сложного перовскитоподобного рутено-купрата на основе празеодима состава RuSr2(Рr0,7Се0,3)2Сu2O10, который был получен твердофазным спеканием исходных компонентов. Присутствие в составе соединения ионов рутения предопределяет возможность проявления не только сверхпроводящих, но и магнитных свойств [I.Felner, U.Asaf, Y.Levi and O.Millo, Phys. Rev В.55. R3374 (1997)]. Образцы весом 2 г были получены в муфельной печи в алундовых тиглях. Стехиометрическая смесь исходных компонентов, соответствующая составу RuSr2(Рr0,7Се0,3)2Сu2O10, прокалена в порошке при 960° С в течение 8 ч на воздухе, затем спрессованный в таблетку диаметром 10 мм полученный образец синтезировался при 1010° С в смеси воздуха и азота в течение 8 ч, а затем осуществлялся 2-кратный отжиг при 1050° С на воздухе в таблетках в течение 10 ч. Полученный образец шихтового состава RuSr2(Рr0,7Се0,3)2Сu2O10 (образец I) затем был отожжен в кислороде при 400° С в течение 4 ч. (образец II). В качестве исходных материалов для приготовления шихты использовались высокочистые порошки оксидов рутения, празеодима, церия, меди и карбоната стронция. Вещества взвешивались в следующем весовом соотношении: оксид рутения – 15,82 вес.%, оксид празеодима – 28,32 вес.%, оксид церия – 12,30 вес.%, оксид меди – 18,92 вес.%, карбонат стронция – 35,11 вес.% (при нагревании происходит разложение согласно реакции: SrСО3 Состав и строение фазы с шихтовым составом RuSr2(Рr0,7Се0,3)2Сu2O10, входящей в состав образца I, определены полнопрофильным рентгеновским методом: Тетрагональная сингония Пространственная группа: I4/mmm Параметры ячейки: а=3,862(2); с=28,515(30) Объем ячейки: 425,30А3 Молекулярная масса: 875,129 Число формульных единиц в ячейке: 2 Плотность: 6,832 г/см3 В структуре фаз общего состава RuSr2(Pr,Ce4+)2Cu2O10 “атомы” (Рr, Се4+) расположены не в центре тетрагональных призм, “атомы” Ru находятся в искаженном октаэдре, атомы Sr и Сu расположены в дефектных кубооктаэдрах и в тетрагональных пирамидах соответственно. Съемка поликристаллического образца проведена на автоматическом рентгеновском дифрактометре ДРОН-3М (CuK Микроструктура полученного соединения определена с использованием сканирующего электронного микроскопа QUANTA-400. Электрические измерения выполнены стандартным четырехконтактным методом в интервале температур 4,2-300 К. Образец шихтового состава RuSr2(Рr0,7Се0,3)2Сu2O10 (образец I) проявил полупроводниковые свойства, а образец II оказался сверхпроводником с температурой перехода в сверхпроводящее состояние при Тс~20К. Магнитные измерения были выполнены с использованием емкостного сенсорного магнетометра, размещенного в сверхпроводящем соленоиде. Магнетизация образцов была измерена в магнитных полях при 140 КЭ при температуре 4.2 К. Образец II имел магнитное упорядочение при Тm~90 К.
Формула изобретения
Перовскитоподобный рутено-купрат на основе празеодима RuSr2(Pr0,7Ce0,3)Cu2O10 в качестве магнитоупорядоченного сверхпроводящего материала.
|
||||||||||||||||||||||||||
(Nd, Sm, Eu, Gd) являются высокотемпературными сверхпроводниками, обладающими, кроме того, магнитным упорядочением [G.M.Kuz’micheva, A.S.Andreenko, E.P.Khlybov, I.E.Kostyleva and Yu-V.Esaulova, Physica C, 383, 315 (2002)], [L.Bauemfeind, W.Widder and H.F.Braun, Physica C, 254, 151(1995)].
SrО+СO2. Оксид стронция – 24,64 вес.%). Исходные вещества тщательно перемешивали в ацетоне для гомогенизации.
1) при сканировании с шагом 0,02° по 2
и экспозицией 15с. Параметры ячейки нового сложного перовскитоподобного рутено-купрата на основе тербия определены и уточнены методом наименьших квадратов с использованием программы PoowTool (внешний стандарт – порошок