Основные параметры раслоенных методов и характеристики y-123

Режим	Рис.	Параметры	UС, К	Jст, А/см2 (Т,В).
MTG-метод	2.6 а	Т1= 1100С (1 мин.) V= 12С/И Т2= 800С охлаждение с печью grad Т50С/см	90	17000, (77 К); 4000, (77 К, 1 Тл)
MTG-метод, модифицированный	2.6 б	Т1= 1100С (1 мин.) V1= 1С/мин. Т2= 1030С V2= 1С/2 Т3= 980С охлаждение с печью	90	75000, (77 К); 37000, (77 К, 0,6 Тл). L= 10 мм; D= 0,5 мм
Медленное охлаждение закалённого расплава MTG-метод	2.6 в	Т1= 1450С V1> 103С/с. Т2= 1100С V2= 12С/2 Т3= 1000С Т4= 980С	90	45000, (77 К). L= 5 см, D=250 мкм.
Зонная плавка, ZMT-метод	2.6 г	Т1= 1100С Т2= 1300С Т3= 980С	92	30000, (77 К); 1100, (1 Тл). 60·5 мм.

2. Модифицированный MTG-метод (MTG-M). Отличие данного метода состоит в увеличении скорости охлаждения в интервале 1100-1030С, уменьшения в интервале 1030-980С. Очевидно, в первом интервале ослабляется рост частиц Y-211, расслаивание системы на две фазы, что, в свою очередь, способствует успешной кристаллизации фазы Y-123.Во втором интервале усиливается пресыщение в системе, как и в случае MTG.

3. Медленное охлаждение закаленного расплава (QMG). Метод использует аморфизированную матрицу, полученную плавлением прессовки с последующей закалкой. Матрица содержит, главным образом, оксиды бария и меди с однородно распределенными в ней кристаллов Y₂O₃. Существенным для получения матрицы является высокая скорость охлаждения. Она достигается применением медных пластин, охлаждаемых жидким азотом; металлических сплавов (10³-10⁴ С/с): движущейся металлической ленты с жидким гелием (10⁵ С/с).

Все это дает возможность увеличить скорость кристаллизации на основном участке. На основе частиц Y₂O₃ происходит формирование частиц Y-211, равномерно распределяемых в объеме, а затем преобразование их в частицы Y-123. В результате удалось увеличить скорость кристаллизации с 1 до 10С/ч, по сравнению с применяемым ранее без ухудшения функциональных свойств.

Достоинством метода является и некоторое снижение требований к исходной заготовке, используемой для глубокого (1450С) плавления.

4. Зонная плавка. (ZMT). Применение зонной плавки позволяет увеличить размеры получаемых изделий в сравнении с другими методами. Однако на этом пути имеется ограничение, связанное с падением механической прочности образцов вследствие микрорастрескивания как отдельных кристаллов, так и контактов между ними. Наблюдаемое явление связано с градиентами температуры, анизотропией термического расширения. Кроме того, возникает высокая концентрация напряжений из-за переходов Y-211Y-123 и развитие механических напряжениq в микротрещине. Результаты ZMT для Y-123 приведены в табл. 2.3.

Мы кратко рассмотрели основные методы получения Y-123 объемных сверхпроводников, использующие плавление, кристаллизацию и структурные переходы. Кроме приведенных методов существуют их модификации. Так, например, в ряде методов (MPMG, PMP) используют дополнительный помол как исходных реагентов, так и промежуточных продуктов, что приводит к повышению степени диспергирования и однородности смещения компонентов смеси.

Важной альтернативой QMG-методу может служить введение химических добавок (допирование) в исходный материал – PDMG-метод. Введение, например, платины в исходную смесь, вероятно, не только оказывает воздействия на процессы зародышеобразования, но тормозит развитие фазы Y-211.

Как уже отмечалось, затравкой фазы Y-123 служат кристаллы фазы Y-211. Очевидно, что наличие большего числа мелко дисперсных частиц Y-211 приводит в процессе кристаллизации к получению качественных ВТСП. Поэтому мы приводим здесь график зависимости среднего размера частиц фазы Y-211 от выбранного метода.

Рис. 2.8. Зависимость среднего размера частиц Y-211 в расплаве для различных методов изготовленияY-123

Приведенная зависимость помогает выбрать приемлемый метод, но необходимо помнить, что в некоторых случаях большую роль могут играть другие фазы, например, купрат бария.