Способ получения длинномерных проводников на основе высокотемпературных сверхпроводящих соединений
Изобретение относится к технической сверхпроводимости, в частности к технологии получения длинномерных композиционных сверхпроводников на основе высокотемпературных сверхпроводящих соединений, предназначенных для создания электротехнических устройств. Сущность изобретения: для получения сверхпроводника в электрической изоляции металлическую трубу заполняют порошком ВТСП-соединения, подвергают ее деформации и термообработке и наносят электроизолирующее покрытие путем пиролиза металлоорганического соединения на поверхности проводника перед заключительной высокотемпературной обработкой, причем нанесение покрытия осуществляют за несколько циклов, погружая проводник в раствор металлосодержащего органического соединения на основе смеси солей карбоновых кислот и термообрабатывают при 400 - 650oC, при этом слои покрытия формируют как из окисла одного металла, так и из окислов различных металлов, что позволяет существенно снизить толщину электроизолирующего покрытия и увеличить его адгезию к оболочке проводника. 1 з.п. ф-лы, 1 ил, 1 табл.
Изобретение касается технической сверхпроводимости, в частности технологии получения длинномерных композиционных сверхпроводников на основе высокотемпературных сверхпроводящих соединений, предназначенных для создания электротехнических устройств.
Использование высокотемпературных сверхпроводников в различных электротехнических устройствах предполагает применение электрической изоляции, к которой предъявляется ряд специфических требований. Такая изоляция должна сохранять свои электроизолирующие свойства при рабочих температурах изделия, не снижать критических характеристик проводника при ее нанесении и существенно не увеличивать размеры изделия. В ряде случаев применяемая изоляция в дополнение к вышеперечисленному должна выдерживать длительные высокотемпературные обработки с сохранением электроизолирующих свойств. Кроме того, изоляционное покрытие должно быть проницаемо для кислорода в процессе термообработки, так как при формировании сверхпроводящих свойств проводника необходимо поддерживать соответствующий кислородообмен керамической сердцевины со средой отжига. В настоящее время при разработке электротехнических устройств типа магнитной катушки (соленоида) опробуются два способа. Первый из них, так называемый намотка-отжиг, заключается в изготовлении заготовки, заполненной порошком ВТСП-соединения, ее последующей деформации, термообработке и формирования электроизоляции, которая создается, например, путем нанесения на поверхность оболочки проводника керамической порошковой смеси с органическим связующим. Из полученного таким образом проводника наматывают соленоид и подвергают его заключительному отжигу, при котором органическая связка выгорает. Такой способ имеет ряд существенных недостатков: покрытие для создания электроизоляционных свойств должно иметь значительную, свыше 20 мкм, толщину, что существенно увеличивает габариты соленоида; низкая прочность сцепления покрытия с оболочкой проводника; неравномерность покрытия по толщине. При втором способе, так называемом способе отжиг-намотка, магнитную катушку наматывают из сверхпроводника после всех термических обработок. При этом в качестве электрической изоляции используют широко известные в электротехнике материалы, например полимерные пленки толщиной в несколько мкм, наматываемые (прокладываемые) между витками соленоида. В этом случае между проводником и изоляцией обеспечивается лишь механический контакт, который может затруднить теплообмен между криогенной средой и сверхпроводником. Изобретение поясняется чертежом. Изобретение направлено на получение проводников на основе высокотемпературных соединений с изоляционным покрытием, толщина которого не превышает 0,1-6 мкм при сохранении его электроизолирующих свойств, обеспечение равномерности его нанесения и повышение адгезии к оболочке проводника. Это достигается тем, что при изготовлении проводника формируют заготовку в виде герметичной ампулы из металла или сплава, заполняют ее порошком сверхпроводящего соединения, например окисной керамики висмутовой системы висмут-свинец-кальций-стронций-медь-кислород Bi Pb Ca Sr Cu O, или полуфабриката, осуществляют деформацию полученной заготовки до требуемых размеров, термообрабатывают полученный проводник и перед заключительной термообработкой наносят электроизоляционное покрытие на оболочку проводника путем погружения в раствор металлорганического соединения (МОС) на основе смеси солей карбоновых кислот (карбоксилатов), а затем термообрабатывают на воздухе и (или) в среде инертного газа при 400-650oC, не наматывая проводник в соленоид. В процессе нагрева происходит термическое разложение (пиролиз) металлосодержащих органических соединений на основе смеси солей карбоновых кислот (карбоксилатов) Me(COOH)n, где, например ме-цирконий, алюминий, иттрий в соответствии с реакцией![](https://img.poleznayamodel.ru/img_pat/298/2983671.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/183.gif)
Формула изобретения
Способ получения динномерных проводников на основе высокотемпературных сверхпроводящих соединений, например на основе оксидной керамики висмутовой системы, в котором формируют заготовку в виде герметичной ампулы из металла или сплава, заполняют ее порошком сверхпроводящего соединения или полуфабриката, осуществляют деформацию полученной заготовки до требуемых размеров и подвергают ее высокотемпературной обработке для формирования сверхпроводящих свойств, отличающийся тем, что перед высокотемпературной обработкой на заготовку наносят за несколько циклов электроизоляционное покрытие из раствора металлсодержащего органического соединения на основе смеси солей карбоновых кислот, содержащих металлы цирконий, алюминий, иттрий, и производят термообработку на воздухе или в среде инертного газа в интервале температур 400 650oС. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что слои покрытия формируют при каждом цикле из окислов различных металлов.РИСУНКИ
Рисунок 1, Рисунок 2