керамический материал
Классы МПК: | C04B35/00 Формованные керамические изделия, характеризуемые их составом; керамические составы; обработка порошков неорганических соединений перед производством керамических изделий H01B12/00 Сверхпроводники, сверхпроводящие кабели или передающие линии |
Автор(ы): | Грехов И.В., Семчинова О.К. |
Патентообладатель(и): | Физико-технический институт им.А.Ф.Иоффе РАН |
Приоритеты: |
подача заявки:
1992-10-19 публикация патента:
20.09.1995 |
Изобретение относится к криоэлектронике и может быть использовано при создании активных и пассивных элементов криоэлектронных схем, в особенности элементов на основе многослойных структур сверхпроводник-изолятор. Задачей изобретения является получение керамического материала, имеющего кристаллическую решетку, совпадающую с решеткой IBa2Cu3O7-y и удельное сопротивление, плавно изменяющееся при температуре жидкого азота от соответствующего нормальному проводнику до изолятора. Это решается в керамическом материале на основе оксидов иттрия, меди и бария, отличающегося тем, что он дополнительно содержит оксид ниобия при следующих соотношениях компонентов IBa2Cu3-xNbxO7 где 1
x
3.
![керамический материал, патент № 2043981](/images/patents/429/2043001/8773.gif)
![керамический материал, патент № 2043981](/images/patents/429/2043001/8773.gif)
Формула изобретения
КЕРАМИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ, содержащий итрий, барий, медь, ниобий и кислород, отличающийся тем, что он содержит указанные компоненты в следующем соотношении JBa2 Cu3-x Nbx O7, где 1![керамический материал, патент № 2043981](/images/patents/429/2043001/8773.gif)
![керамический материал, патент № 2043981](/images/patents/429/2043001/8773.gif)
Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к области криоэлектроники и может быть использовано при создании активных и пассивных элементов криоэлектронных схем, в особенности элементов на основе многослойных структур сверхпроводник-изолятор. Для многих активных и пассивных элементов криоэлектронных схем (переключателей, волноводов, ответвителей и т.п.) необходимо использовать многослойные структуры сверхпроводник-изолятор и сверхпроводник нормальный проводник, в которых сверхпроводником является материал JBa2Cu3O7, а в качестве изолятора или нормального проводника должен быть использован материал, имеющий кристаллическую решетку, по своим параметрам совпадающую с решеткой JBa2Cu3O7. Это дает возможность бездефектного выращивания тонких эпитаксиальных пленок этих материалов друг на друге. Известен керамический материал на основе оксидов иттрия, меди, и бария при следующих соотношениях компонентJBa2Cu3O7-y При 0
![керамический материал, патент № 2043981](/images/patents/429/2043001/8773.gif)
![керамический материал, патент № 2043981](/images/patents/429/2043001/8773.gif)
При у < 0,5 этот материал является изолятором. Однако, он не может быть использован для изолирующих слоев в многослойных структурах, поскольку содержание кислорода и следовательно сопротивление легко меняется при термообработках в технологическом цикле. Наиболее близким техническим решением к изобретению является высокотемпературный сверхпроводящий материал состава JBa2Cu3O9-
![керамический материал, патент № 2043981](/images/patents/429/2043026/948.gif)
![керамический материал, патент № 2043981](/images/patents/429/2043001/8773.gif)
![керамический материал, патент № 2043981](/images/patents/429/2043001/8773.gif)
![керамический материал, патент № 2043981](/images/patents/429/2043006/8805.gif)
![керамический материал, патент № 2043981](/images/patents/429/2043150/961.gif)
![керамический материал, патент № 2043981](/images/patents/429/2043002/8776.gif)
![керамический материал, патент № 2043981](/images/patents/429/2043001/8773.gif)
![керамический материал, патент № 2043981](/images/patents/429/2043001/8773.gif)
![керамический материал, патент № 2043981](/images/patents/429/2043002/8776.gif)
![керамический материал, патент № 2043981](/images/patents/429/2043006/729.gif)
![керамический материал, патент № 2043981](/images/patents/429/2043150/961.gif)
![керамический материал, патент № 2043981](/images/patents/429/2043002/8776.gif)
![керамический материал, патент № 2043981](/images/patents/429/2043001/8773.gif)
![керамический материал, патент № 2043981](/images/patents/429/2043353/8771.gif)
![керамический материал, патент № 2043981](/images/patents/429/2043150/961.gif)
![керамический материал, патент № 2043981](/images/patents/429/2043002/8776.gif)
Согласно изобретению были изготовлены три партии диэлектрического керамического материала с Х 0,1 N1; X 1,0 N2; X 1,5 N3 по следующей технологии:
Исходные компоненты J2O3, Nb2O5, CuO и BaCO3 в соотношениях, соответствующих составам
N1 JBa2Cu2,9Nb0,1O7 (I2O3 2,8 г;
Ba2CO3 8,70 г; CuO 5,8 г;
Nb2O5 0,1 г)
N2 JBa2Cu2Nb1 O7 (J2O3 2,8 г;
Ba2CO3 8,70 г; СuO 5,5 г;
Nb2O5 0,5 г)
N3 JBa2Cu1,5Nb1,5O7 (J2O3 2,8 г;
Ba2CO3 8,70 г; СuO 5,0 г;
Nb2O5 1,0 г) смешивались в агатовой вибромельнице и выдерживались при 940оС в течение 18 ч на воздухе для синтеза соединения и затем при 970оС в течение 4 ч для введения Nb. Эта температура должна выдерживаться с высокой точностью, поскольку, как показали эксперименты, при 960оС в шихте остается много непрореагировавших частиц Nb2O5, температура 980оС является верхним пределом устойчивости фазы JBa2Cu3O7 на воздухе. Полученный таким образом синтезированный материал снова размалывается в вибромельнице, прессовался в прямоугольные бруски размером 3 х 5 х 10 мм и отжигался на воздухе при 970оС в течение 4 ч (спекание), а затем при 450оС в течение 4-х ч (накислораживание). Измерение методом рентгеновской дифрактометрии параметры решетки были практически одинаковы для всех трех составов: a
![керамический материал, патент № 2043981](/images/patents/429/2043353/8771.gif)
![керамический материал, патент № 2043981](/images/patents/429/2043022/177.gif)
![керамический материал, патент № 2043981](/images/patents/429/2043022/177.gif)
![керамический материал, патент № 2043981](/images/patents/429/2043150/961.gif)
![керамический материал, патент № 2043981](/images/patents/429/2043006/729.gif)
![керамический материал, патент № 2043981](/images/patents/429/2043150/961.gif)
![керамический материал, патент № 2043981](/images/patents/429/2043006/729.gif)
![керамический материал, патент № 2043981](/images/patents/429/2043150/961.gif)
![керамический материал, патент № 2043981](/images/patents/429/2043006/729.gif)
Класс C04B35/00 Формованные керамические изделия, характеризуемые их составом; керамические составы; обработка порошков неорганических соединений перед производством керамических изделий
Класс H01B12/00 Сверхпроводники, сверхпроводящие кабели или передающие линии