WO1990011968A2 - COPPER OXIDE OF MIXED VALENCY DERIVED FROM THE STRUCTURE OF PERVSKITE OF TYPE (ACuO3-x)2(A'O)¿2? - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to new copper oxides with mixed valence of structure derived from perows ite.
- compositions having at least partially a structure derived from perowskite.
- copper oxides have structures generally qualified as oxygen deficient, which means that there is not enough oxygen to fill all the available sites of the perowskite. In fact, they have superstoichiometric zones of oxygen with respect to copper at degree of oxidation II. This overstoichiometry is undoubtedly linked to their characteristic of being superconductive at relatively high temperatures.
- one of the aims of the present invention is to provide a new composition having properties similar to thallium compounds, such as TlBa_CaCu_0 7 , but which do not contain thallium.
- Alt represents the alkaline earths with the exception of magnesium
- Tr represents the rare earths, preferably yttrium, lanthanum and lanthanides
- Et represents the transition elements from d_- to d. 0 , copper representing at least seven atoms out of eight of said transition elements; advantageously y is less than or equal to x.
- Alt could in theory be barium
- the presence of this element makes the synthesis of copper oxides according to the invention particularly delicate due to the formation of barium compound with other elements which are more stable than the composition according to the present invention.
- Alt is a mixture of strontium and calcium with possibly the other alkaline earths, strontium representing at least the 2/3 of the Alt atoms.
- the preferred rare earths are yttrium and yttria.
- the value of x is equal to the value of y plus or minus 0.2, preferably plus or minus 0.1.
- the value of z is advantageously between 0.3 and 0.6.
- a particularly interesting subfamily of the compounds according to the present invention consists of the neighboring compounds of the following average formula: Pb 0.5 Sr 2.5 Ca 0.5 Y 0.5 Cu 2 ° 7- £ -
- FIG. 1 shows the typical limit structure of copper oxides according to the invention, when the network is perfect.
- This structure comprises in succession:
- Planes 1, 2 and 6 constitute an insulating sodium chloride bilayer.
- the planes 2, 3, 4, 5, 6 constitute a double layer of perowskite type of formula Pb, Alt, Y, Alt Cu-O é _,. It should be noted that planes 2 and 6 participate in both the double layer of sodium chloride type and the double perowskite layer.
- the cooling is preferably carried out quickly, that is to say that the copper oxide pellets according to the invention are removed quickly and allowed to cool in their container at room temperature.
- a good way to regulate the partial pressure of oxygen during step c) is to mix according to the following wording:
- the vacuum is achieved by means of a vane pump. It is therefore a primary vacuum which corresponds to a value between 10 - “ 2 and 10- “ 3 mm of mercury, that is to say a residual pressure of the order of 0.1 to 1 Pa.
- the grinding is carried out so as to obtain a usual particle size in the material such as a particle size having a dr, Q less than 20 micrometers, preferably 10 micrometers, generally around 5 micrometers. It is possible to work with even weaker grinding meshes by carrying out wet grinding, which is relatively favorable to the final compound but which requires a drying operation before step b) or during step a). This is why dry grinding is preferred.
- the compression of step b) is carried out under usual pressure in the material, such as compressions greater than 0.5 tonnes / cm 2 (50.10 Pa), in general between 0.1 and 1.10 Pa.
- the compounds according to the present invention are either superconductive ceramics or precursors of superconductive ceramics. These copper oxides can be used as constituents of electrical or electronic components.
- a mixture corresponding to the general formula was prepared from SrCuO-, Sr0 2 , Y 2 ° 3 'CO, PbO and PbO-. After grinding to a particle size of less than about 10 ⁇ m, the mixture is put into the form of pellets by compression under a pressure of the order of 5 tonnes / cm 2
- the pellets are ground to a particle size between about 10 and about 20 micrometers.
- the samples used for the physical characteristics are prepared in the form of bars of 12 x 2 x 1 mm 3 , the powders with a particle size between 10 and 20 micrometers, are pressed under 4 g tonnes / cm 2 (0.4.10 Pa) and sintered for 4 to 5 hours under the same atmosphere as that used for the synthesis and at the same temperature. Any activation takes place after the sintering step.
- the method used is that of the four points: 1 contact at each end of the bar, 2 contacts on one of the faces.
- the contacts are made either by silver lacquer or by diffusion of indium in the frit by means of ultrasound.
- a current generator (model 103A - Adret Electronique) sends a direct current (5.10 ⁇ ) mA ⁇ I ___ 109.99 m A through the external points.
- the voltage between the center points is measured using an eithley digital multimeter with a resolution of 1 ⁇ V.
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Abstract
Description
OXYDE DE CUIVRE A VALENCE MIXTE DERIVE DE LA STRUCTURE DE LA PEROWSKITE DE TYPE (ACuOj-x^CA'O^COPPER OXIDE WITH MIXED VALENCE DERIVED FROM THE STRUCTURE OF THE PEROWSKITE TYPE (ACuO j -x ^ CA'O ^
La présente invention a pour objet de nouveaux oxydes de cuivre à valence mixte de structure dérivée de la pérows ite.The present invention relates to new copper oxides with mixed valence of structure derived from perows ite.
Elle a plus particulièrement pour objet des compositions supraconductrices présentant au moins partiellement une structure dérivée de la pérowskite.It relates more particularly to superconductive compositions having at least partially a structure derived from perowskite.
Au cours des cinq dernières années ces oxydes, qui résultent d'une intercroissance d'une structure de type pérowskite et d'une structure de type chlorure de sodium, on fait l'objet de très nombreuses études, et ce d'autant plus que leurs propriétés électriques et plus particulièrement supraconductrices ont été démontrées à des températures . supérieures àDuring the last five years these oxides, which result from an intergrowth of a structure of the perowskite type and of a structure of the sodium chloride type, we have been the subject of very numerous studies, and all the more so their electrical and more particularly superconductive properties have been demonstrated at temperatures. greater than
100K.100K.
Ces oxydes de cuivre présentent des structures en général qualifiées de déficitaires en oxygène, ce qui signifie qu'il n'y a pas assez d'oxygène pour remplir tous les sites disponibles de la pérowskite. En fait, ils présentent des zones surstoechiométriques en oxygène par rapport au cuivre au degré d'oxydation II. Cette surstoechiométrie est sans doute reliée à leur caractéristique d'être supraconducteurs à des températures relativement élevées.These copper oxides have structures generally qualified as oxygen deficient, which means that there is not enough oxygen to fill all the available sites of the perowskite. In fact, they have superstoichiometric zones of oxygen with respect to copper at degree of oxidation II. This overstoichiometry is undoubtedly linked to their characteristic of being superconductive at relatively high temperatures.
Les structures de ces composés d'oxyde de cuivre sont décrites dans de nombreuses publications. Parmi ces dernières, il convient de citer :The structures of these copper oxide compounds are described in numerous publications. Among these, we should mention:
A) Article de B. RAVEAU "De nombreuses structures d'oxydes peuvent être construites à partir du type de base ReO," - Proc. Indian Natn. Sci Acad., 52, A, n° 1, 1986, pages 67-101 ;A) Article by B. RAVEAU "Many oxide structures can be constructed from the basic type ReO," - Proc. Indian Natn. Sci Acad., 52, A, n ° 1, 1986, pages 67-101;
B) Article de L. ER-RAKHO, C. MICHEL, 3. PROVOST et B. RAVEAU "Séries de pérowskites à défaut d'oxygène contenant CuII, CuIII" -B) Article by L. ER-RAKHO, C. MICHEL, 3. PROVOST and B. RAVEAU "Perowskite series in the absence of oxygen containing CuII, CuIII" -
Journal of Solid State Chemistry 37, 151-156 (1981) ;Journal of Solid State Chemistry 37, 151-156 (1981);
C) Article de C. MICHEL et B. RAVEAU "Intercalation d'oxygène dans les oxydes de cuivre à valence mixte apparentés aux perovskites" - Revue de Chimie Minérale, t 29, 1984, page 407 ; D) Article de C. MICHEL, F. DESLANDES, 3. PROVOST, P.C) Article by C. MICHEL and B. RAVEAU "Oxidation of oxygen in mixed valence copper oxides related to perovskites" - Revue de Chimie Minérale, t 29, 1984, page 407; D) Article by C. MICHEL, F. DESLANDES, 3. PROVOST, P.
LE3AY, R. TOURNIER, M. HERVIEU, B. RAVEAU, C.R.Academie des Sciences, Tome 304, II, N° 17, p.1059 (1987) ;LE3AY, R. TOURNIER, M. HERVIEU, B. RAVEAU, C.R. Academy of Sciences, Tome 304, II, N ° 17, p.1059 (1987);
E) Article de C. MICHEL, F. DESLANDES, J. PROVOST, P. LEJAY, R. TOURNIER, M. HERVIEU et B. RAVEAU, compte rendu à l'Académie des Sciences, t 304, II, n° 19, p. 1 169 (1987) ;E) Article by C. MICHEL, F. DESLANDES, J. PROVOST, P. LEJAY, R. TOURNIER, M. HERVIEU and B. RAVEAU, report to the Académie des Sciences, t 304, II, n ° 19, p. 1,169 (1987);
F) L'article de synthèse, qui outre les propriétés structuralesF) The review article, which in addition to the structural properties
EMPLACEMENT décrit des propriétés électriques et magnétiques et qui est publié dans la Recherche n° 195 en Janvier 1988, vol. 19, pages 53-60, intitulé "La découverte de la supraconductivité à haute température" par K. Alex MULLER et J. Georg BEDNORZ. Par ailleurs, de telles structures et leurs applications industrielles ont été, par exemple, décrites dans les demandes de brevet dont les objets sont des inventions réalisées au Laboratoire CRISMAT de Caen, rattaché au C.N.R.S., notamment celles sous les numéros S7 03717 et 87 03975.LOCATION describes electrical and magnetic properties and which is published in Research No. 195 in January 1988, vol. 19, pages 53-60, entitled "The discovery of high temperature superconductivity" by K. Alex MULLER and J. Georg BEDNORZ. Furthermore, such structures and their industrial applications have been, for example, described in patent applications whose objects are inventions made at the CRISMAT Laboratory in Caen, attached to the CNRS, in particular those under the numbers S7 03717 and 87 03975.
Au cours de l'année écoulée, de nombreuses sous-familles d'oxyde de cuivre à valence mixte à structure dérivée de la pérowskite ont été étudiées et ce notamment dans la perspective d'obtenir une palette de supraconducteurs ayant des caractéristiques particulières et mieux adaptées que d'autres à certaines applications.Over the past year, numerous sub-families of mixed valence copper oxide with a structure derived from perowskite have been studied, in particular with a view to obtaining a range of superconductors with specific and better adapted characteristics. than others to certain applications.
Le nombre d'éléments utilisés dans ces structures et la variabilité de proportions conduisent à un nombre de combinaisons quasi infini. Seule une fraction très réduite de ces composés possède des propriétés électriques intéressantes.The number of elements used in these structures and the variability of proportions lead to an almost infinite number of combinations. Only a very small fraction of these compounds has interesting electrical properties.
Parmi les oxydes de cuivre à valence mixte obtenus par intercroissance d'un réseau de type pérowskite et d'un réseau de type chlorure de sodium, que l'on a symbolisé par la formule (ACuO, ) (A'O) , les membres présentant des propriétés supraconductrices où n=2 et m=2 sont relativement peu nombreux. Les plus intéressants étant ceux ayant du thallium dans leur réseau. Dans la formule ci-dessus le groupement ACuO.- représente les couches pérowskites, m indiquant le nombre de couches, cependant que le groupement A'O désigne les couches chlorure de sodium, n en marquant le nombre, A et A' représentent des métaux, par exemple A représente des divaients tels que des alcalino-terreux et A' des trivalents tels que le bismuth. Il n'y a toutefois pas de règle précise, chaque nouvelle pérowskite étant un cas particulier. Seul le réseau pérowskites et les réseaux chlorures de sodium sont maintenus.Among the mixed valence copper oxides obtained by the intergrowth of a perowskite type network and a sodium chloride type network, which has been symbolized by the formula (ACuO,) (A'O), the members having superconductive properties where n = 2 and m = 2 are relatively few. The most interesting being those with thallium in their network. In the formula above the group ACuO.- represents the perowskite layers, m indicating the number of layers, while the group A'O denotes the sodium chloride layers, n by marking the number, A and A 'represent metals , for example A represents divaients such as alkaline earth and A 'trivalents such as bismuth. There is however no precise rule, each new perowskite being a particular case. Only the perowskite network and the sodium chloride networks are maintained.
Le nombre d'éléments utilisés dans ces structures et la variabilité des proportions conduisent à un nombre de combinaisons quasi infini. Seule une fraction très réduite de ces composés possède des propriétés électriques intéressantes.The number of elements used in these structures and the variability of the proportions lead to an almost infinite number of combinations. Only a very small fraction of these compounds has interesting electrical properties.
Plus particulièrement, on a recherché à obtenir des pérowskites dont le point de résistance nulle (TcR=0) soit supérieur à la température d'ebullition de l'azote liquide. Un progrès considérable a été réalisé lorsque des oxydes de cuivre à valence mixte comportant du thallium ont étéMore particularly, we sought to obtain perowskites whose point of zero resistance (TcR = 0) is greater than the temperature boiling liquid nitrogen. Considerable progress was made when mixed valence copper oxides containing thallium were
R=0 découverts, leurs Te étant parfois supérieures à 100K. Toutefois, les composés comportant du thallium présentent un inconvénient majeur à savoir la toxicité et la volatilité du thallium.R = 0 discovered, their Te sometimes being greater than 100K. However, compounds comprising thallium have a major drawback, namely the toxicity and volatility of thallium.
C'est pourquoi, un des buts des la présente invention est de fournir une nouvelle composition ayant des propriétés voisines des composés au thallium, tels que TlBa_CaCu_07, mais qui ne contiennent pas de thallium.Therefore, one of the aims of the present invention is to provide a new composition having properties similar to thallium compounds, such as TlBa_CaCu_0 7 , but which do not contain thallium.
Ce but et d'autres qui apparaîtront par la suite sont atteints au moyen d'un oxyde de cuivre à valence mixte dérivé de la pérowskite et de formule :This object and others which will appear subsequently are achieved by means of a mixed valence copper oxide derived from perowskite and of formula:
Pb 1, -x Alt- 2+y+z Tr 1, -z Et 2- O, 7- £ _ avec z supérieur ou égal à 0, inférieur ou égal à 0,9, de préférence supérieur à 0,1 ; x supérieur ou égal à 0 et inférieur à 0,6, de préférence supérieur à 0,1 ; y supérieur ou égal à 0 et inférieur ou égal à 1, de préférence supérieur à 0,1 et inférieur à 0,9 ; avec epsilon pouvant varier entre -0,1 et 2/3 de préférence 1/2 ;Pb 1, -x Alt- 2 + y + z Tr 1, -z Et 2- O, 7- £ _ with z greater than or equal to 0, less than or equal to 0.9, preferably greater than 0.1; x greater than or equal to 0 and less than 0.6, preferably greater than 0.1; y greater than or equal to 0 and less than or equal to 1, preferably greater than 0.1 and less than 0.9; with epsilon which can vary between -0.1 and 2/3, preferably 1/2;
Alt représente les alcalino-terreux à l'exception du magnésium, Tr représente les terres-rares, de préférence l'yttrium, le lanthane et les lanthanides ; et Et représente les éléments de transition de d_- à d . 0, le cuivre représentant au moins sept atomes sur huit desdits éléments de transition ; avantageusement y est inférieur ou égal à x.Alt represents the alkaline earths with the exception of magnesium, Tr represents the rare earths, preferably yttrium, lanthanum and lanthanides; and Et represents the transition elements from d_- to d. 0 , copper representing at least seven atoms out of eight of said transition elements; advantageously y is less than or equal to x.
Quoique Alt puisse en théorie être du baryum, la présence de cet élément rend la synthèse des oxydes de cuivre selon l'invention particuliè¬ rement délicate en raison de la formation de composé du baryum avec d'autres éléments qui sont plus stables que la composition selon la présente invention. C'est pourquoi il est préférable qu'il n'y ait que très peu de baryum c'est-à-dire que Alt est un mélange du strontium et du calcium avec éventuellement les autres alcalino-terreux, le strontium représentant au moins les 2/3 des atomes Alt. Les terres rares préférées sont l'yttrium et les terres yttriques.Although Alt could in theory be barium, the presence of this element makes the synthesis of copper oxides according to the invention particularly delicate due to the formation of barium compound with other elements which are more stable than the composition according to the present invention. This is why it is preferable that there is very little barium, that is to say that Alt is a mixture of strontium and calcium with possibly the other alkaline earths, strontium representing at least the 2/3 of the Alt atoms. The preferred rare earths are yttrium and yttria.
Avantageusement, la valeur de x est égale à la valeur de y plus ou moins 0,2, de préférence plus ou moins 0,1. La valeur de z est avantageusement comprise entre 0,3 et 0,6. Une sous-famille particulièrement intéressante des composés selon la présente invention est constituée par les composés voisins de la formule moyenne suivante : Pb0,5 Sr2,5 Ca0,5 Y0,5 Cu2°7- £ -Advantageously, the value of x is equal to the value of y plus or minus 0.2, preferably plus or minus 0.1. The value of z is advantageously between 0.3 and 0.6. A particularly interesting subfamily of the compounds according to the present invention consists of the neighboring compounds of the following average formula: Pb 0.5 Sr 2.5 Ca 0.5 Y 0.5 Cu 2 ° 7- £ -
La structure représentée à la figure 1 montre la structure limite type des oxydes de cuivre selon l'invention, lorsque le réseau est parfait.The structure shown in Figure 1 shows the typical limit structure of copper oxides according to the invention, when the network is perfect.
Pour simplifier la lecture de la figure, on a représenté ici la structure des oxydes selon l'invention pour la formule ci-dessus, où Tr est l'yttrium. Cette figure n'est qu'un paradigme de la structure, c'est-à-dire un exemple de référence.To simplify the reading of the figure, the structure of the oxides according to the invention has been shown here for the above formula, where Tr is yttrium. This figure is only a paradigm of structure, that is to say an example of reference.
Cette structure comporte en succession :This structure comprises in succession:
. un plan (1) (PbwAIt..)0. a plan (1) (Pb w AIt ..) 0
. un plan (2) <AIVPbv. a plane (2) < AI V Pb v
. un plan (3) CuG2 . a plan (3) CuG 2
. un plan (4) Yl-2 Altz. a plane (4) Y l- 2 Alt z
. un plan (5) Cu02 . a plan (5) Cu0 2
. un plan (l 1) (PbyAltu)0 avec v + 2v' = 1 - x ; u + 2u' = 2 + y avec les bornes susnommées pour x et y et v + u ≤- 1, v' + u'^1. Les plans 1, 2 et 6 constituent une bicouche de type chlorure de sodium isolante. Les plans 2, 3, 4, 5, 6 constituent une double couche de type pérowskite de formule Pb ,Alt ,Y, Alt Cu-Oé_, . Il est à noter que les plans 2 et 6 participent à la fois à la double couche de type chlorure de sodium et à la double couche pérowskite.. a plane (l 1 ) (Pb y Alt u ) 0 with v + 2v '= 1 - x; u + 2u '= 2 + y with the above-mentioned bounds for x and y and v + u ≤- 1, v' + u '^ 1. Planes 1, 2 and 6 constitute an insulating sodium chloride bilayer. The planes 2, 3, 4, 5, 6 constitute a double layer of perowskite type of formula Pb, Alt, Y, Alt Cu-O é _,. It should be noted that planes 2 and 6 participate in both the double layer of sodium chloride type and the double perowskite layer.
En se référant à la figure 1, les atomes d'oxygène sont symbolisés par un cercle blanc, cependant que dans les plans 1, 2 et 6, le plomb et les alcalino-terreux sont symbolisés par un disque noir ; dans les plans 3 et 5, le cuivre est symbolisé par un petit disque noir ; dans le planReferring to Figure 1, the oxygen atoms are symbolized by a white circle, while in planes 1, 2 and 6, lead and alkaline earths are symbolized by a black disc; in planes 3 and 5, copper is symbolized by a small black disc; in the plan
4 la terre rare et les alcalino-terreux sont symbolisés par un gros disque blanc frappé d'une étoile noire. Il est également à noter que s'il existe des lacune métalliques dans le réseau, ces lacunes prennent pour l'essentiel la place des métaux figurés dans les réseaux de type chlorure de sodium. La synthèse de ces composés est voisine des composés de la même famille, mais nécessite des précautions lors de l'étape de chauffage ou la pression partielle d'oxygène est particulièrement critique pour éviter d'oxyder les éléments ayant deux étapes de valence et dont la valence la plus faible est recherchée, en particulier dans le cas de plomb. C'est pourquoi, il a été mis au point le procédé de synthèse des oxydes de cuivre à valence mixte selon l'invention, comportant les étapes suivantes : a) broyage et mélange des oxydes pour obtenir la proportion désirée en différents éléments ; b) compression des mélanges obtenus à l'étape a) sous forme de pastilles ; c) soumission de ces pastilles à un chauffage compris entre 800 et 1000°C, de préférence entre 850 et 900°C, sous atmosphère présentant une pression partielle d'oxygène inférieure à 10 Pa, de préférence4 rare earth and alkaline earths are symbolized by a large white disc struck with a black star. It should also be noted that if there are metallic gaps in the network, these gaps essentially take the place of the metals represented in the networks of sodium chloride type. The synthesis of these compounds is similar to the compounds of the same family, but requires precautions during the heating step or the partial pressure of oxygen is particularly critical to avoid oxidizing the elements having two valence stages and the lowest valence of which is sought, in particular in the case of lead. This is why the process for synthesizing mixed valence copper oxides according to the invention has been developed, comprising the following steps: a) grinding and mixing of the oxides to obtain the desired proportion of different elements; b) compression of the mixtures obtained in step a) in the form of pellets; c) subjecting these pellets to heating between 800 and 1000 ° C, preferably between 850 and 900 ° C, under an atmosphere having a partial oxygen pressure of less than 10 Pa, preferably
3 inférieur à 10 pendant une durée variant de l/10e à une journée; d) refroidissement rapide à température ambiante. Les composés ainsi formés peuvent n'être que peu ou pas supraconducteurs. Dans ces cas là, un simple stockage dans les conditions atmosphériques ordinaires permettent de leur donner progressivement une supraconductivité sensiblement améliorée. Toutefois, si l'on désire accélérer ce phénomène, il est possible de réaliser cette activation par un simple chauffage dans les conditions atmosphériques ordinaires ou sous une atmosphère enrichie en oxygène, c'est-à-dire dont la pression partielle est supérieure à la pression partielle atmosphérique, à des températures sensiblement inférieures à la température de l'étape c) ci-dessus, c'est-à-dire à des températures pouvant varier de l'ambiante à 500°C. La durée de ce chauffage d'activation n'est pas très critique mais à titre indicatif, peut varier d'une heure à une journée. Les montées en température pour réaliser les chauffages de l'étape c) peuvent être faites rapidement et ne sont limitées que par les questions d'inertie et de résistance mécanique du four et des récipients dans lesquels est réalisé le chauffage.3 less than 10 for a period varying from 1/10 to a day; d) rapid cooling to room temperature. The compounds thus formed may have little or no superconducting properties. In these cases, a simple storage under ordinary atmospheric conditions makes it possible to gradually give them a significantly improved superconductivity. However, if it is desired to accelerate this phenomenon, it is possible to carry out this activation by simple heating under ordinary atmospheric conditions or under an oxygen-enriched atmosphere, that is to say one whose partial pressure is greater than the atmospheric partial pressure, at temperatures substantially lower than the temperature in step c) above, that is to say at temperatures which can vary from ambient to 500 ° C. The duration of this activation heating is not very critical but as an indication, can vary from one hour to one day. The temperature rises for carrying out the heatings of step c) can be done quickly and are only limited by the questions of inertia and mechanical resistance of the oven and of the containers in which the heating is carried out.
Le refroidissement est de préférence réalisé rapidement, c'est-à-dire que les pastilles d'oxyde de cuivre selon l'invention sont retirées rapidement et laissées refroidir dans leur récipient à la température ambiante.The cooling is preferably carried out quickly, that is to say that the copper oxide pellets according to the invention are removed quickly and allowed to cool in their container at room temperature.
Une bonne manière de réaliser la régulation de la pression partielle d'oxygène pendant l'étape c) est d.e réaliser le mélange selon la formulation suivante :A good way to regulate the partial pressure of oxygen during step c) is to mix according to the following wording:
2AltEt02 + ySr02 + (1-z) Tr203 + zAltO + (l-x).(I/2 PbO + l/2Pb02) et de placer le mélange obtenu après l'étape b) dans une enceinte fermée dont le volume est compris entre 1 à 100 cm3/g de mélange, de préférence de 5 à 10 cm3/g, et de faire un vide partiel dans ladite enceinte, de manière que la pression dans ladite enceinte soit au plus égale à 100 Pa, de préférence au plus égaie à 10 Pa, le chauffage desdites pastilles étant réalisé au travers de cette enceinte.2AltEt0 2 + ySr0 2 + (1-z) Tr 2 0 3 + zAltO + (lx). (I / 2 PbO + l / 2Pb0 2 ) and place the mixture obtained after step b) in a closed enclosure of which the volume is between 1 to 100 cm 3 / g of mixture, preferably from 5 to 10 cm 3 / g, and to create a partial vacuum in said enclosure, so that the pressure in said enclosure is at most equal to 100 Pa, preferably at most equal to 10 Pa, the heating of said pellets being carried out through this enclosure.
En général, le vide est réalisé au moyen d'une pompe à palettes. H s'agit donc d'un vide primaire qui correspond à une valeur comprise entre 10 -"2 et 10-"3 mm de mercure, c'est-à-dire une pression résiduelle de l'ordre de 0,1 à 1 Pa.In general, the vacuum is achieved by means of a vane pump. It is therefore a primary vacuum which corresponds to a value between 10 - " 2 and 10- " 3 mm of mercury, that is to say a residual pressure of the order of 0.1 to 1 Pa.
Le broyage est réalisé de manière à obtenir une granulométrie usuelle en la matière telle qu'une granulométrie présentant un dr,Q inférieur à 20 micromètres, de préférence à 10 micromètres, en général autour de 5 micromètres. Il est possible de travailler à des mailles de broyage encore plus faibles en réalisant un broyage humide, ce qui est relativement favorable au composé final mais qui nécessite une opération de séchage avant l'étape b) ou au cours de l'étape a). C'est pourquoi un broyage à sec est préféré. La compression de l'étape b) est réalisée sous pression usuelle en la matière, telle que des compressions supérieures à 0,5 tonne/cm2 (50.10 Pa), en général entre 0,1 et 1.10 Pa.The grinding is carried out so as to obtain a usual particle size in the material such as a particle size having a dr, Q less than 20 micrometers, preferably 10 micrometers, generally around 5 micrometers. It is possible to work with even weaker grinding meshes by carrying out wet grinding, which is relatively favorable to the final compound but which requires a drying operation before step b) or during step a). This is why dry grinding is preferred. The compression of step b) is carried out under usual pressure in the material, such as compressions greater than 0.5 tonnes / cm 2 (50.10 Pa), in general between 0.1 and 1.10 Pa.
Ainsi les composés selon la présente invention sont soit des céramiques supraconductrices, soit des précurseurs de céramiques supra- conductrices. Ces oxydes de cuivre peuvent être utilisés comme constituants de composants électriques ou électroniques.Thus the compounds according to the present invention are either superconductive ceramics or precursors of superconductive ceramics. These copper oxides can be used as constituents of electrical or electronic components.
L'exemple non limitatif suivant illustre les nouveaux supracon¬ ducteurs selon la présente invention.The following nonlimiting example illustrates the new superconductors according to the present invention.
Un mélange correspondant à la formule générale a été préparé à partir de SrCuO-,Sr02, Y2°3' C O, PbO et PbO-. Après un broyage à une granulométrie inférieure à environ 10 μm, le mélange est mis sous forme de pastilles par compression sous une pression de l'ordre de 5 tonnes/cm2 A mixture corresponding to the general formula was prepared from SrCuO-, Sr0 2 , Y 2 ° 3 'CO, PbO and PbO-. After grinding to a particle size of less than about 10 μm, the mixture is put into the form of pellets by compression under a pressure of the order of 5 tonnes / cm 2
9 (0,5.10 Pa). Les pastilles ainsi obtenues sont portées à une température comprise entre environ 850 et 900°C en tube de quartz scellé sous vide primaire pendant environ 1 /4 de journée puis sont refroidies à la température ambiante par refroidissement naturel du tube exposé à la température extérieure.9 (0.5.10 Pa). The pellets thus obtained are brought to a temperature of between approximately 850 and 900 ° C. in quartz tube sealed under primary vacuum for approximately 1/4 of a day and then are cooled to room temperature by natural cooling of the tube exposed to the outside temperature.
Les pastilles sont broyées à une granulométrie comprise entre environ 10 et environ 20 micromètres. Les échantillons servant aux caractéristiques physiques sont préparés sous forme de barreaux de 12 x 2 x 1 mm3, les poudres de granulométrie compris entre 10 et 20 micromètres, sont pressées sous 4 g tonnes/cm2 (0,4.10 Pa) et frittées pendant 4 à 5 heures sous la même atmosphère que celle utilisée pour la synthèse et à la même température. L'éventuelle activation a lieu après l'étape de frittage.The pellets are ground to a particle size between about 10 and about 20 micrometers. The samples used for the physical characteristics are prepared in the form of bars of 12 x 2 x 1 mm 3 , the powders with a particle size between 10 and 20 micrometers, are pressed under 4 g tonnes / cm 2 (0.4.10 Pa) and sintered for 4 to 5 hours under the same atmosphere as that used for the synthesis and at the same temperature. Any activation takes place after the sintering step.
Mesure de la transition résistiveResistive transition measurement
La méthode utilisée est celle des quatre points : 1 contact à chaque extrémité du barreau, 2 contacts sur une des faces. Les contacts sont faits soit par laque argent, soit par diffusion d'indium dans le fritte au moyen des ultra-sons.The method used is that of the four points: 1 contact at each end of the bar, 2 contacts on one of the faces. The contacts are made either by silver lacquer or by diffusion of indium in the frit by means of ultrasound.
Un générateur de courant (modèle 103A - Adret Electronique) envoie dans l'échantillon, par les points externes, un courant continu (5.10~ ) mA^ I ___ 109,99 m A). La tension entre les pointes centrales est mesurée à l'aide d'un multimètre numérique eithley de résolution 1 μV.A current generator (model 103A - Adret Electronique) sends a direct current (5.10 ~) mA ^ I ___ 109.99 m A through the external points. The voltage between the center points is measured using an eithley digital multimeter with a resolution of 1 μV.
Le composé de formule Pb- ,. Sr- _. Yn ,- Can ,- Cu-O-, donne la courbe R/R,-π„ en fonction de la température exprimée en K et reportée à la figure 2. On constate que la transition résistive a lieu entre 50 et 100 K. The compound of formula Pb-,. Sr- _. Y n , - Ca n , - Cu-O-, gives the R / R curve, - π „as a function of the temperature expressed in K and reported in Figure 2. We see that the resistive transition takes place between 50 and 100 K.
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