The object of research, development or design (in Russian) : Высокотемпературные сверхпроводящие керамики номинальных составов Bi1,7Pb0,3Sr2CaCu2Oy и Bi1,7Pb0,3Sr2Ca2Cu3Oy

The object of research, development or design (in Kazakh) : Bi1,7Pb0,3Sr2CaCu2Oy және Bi1,7Pb0,3Sr2Ca2Cu3Oy құрамды жоғары температуралы асқын өткізгіш керамика

Aim of work (in Russian) : Разработка технологии и оптимизация режимов получения Bi-ВТСП керамики с высокой критической температурой и с повышенной плотностью критического тока

Aim of work (in Kazakh) : Жоғары критикалық температурасы бар және жоғары критикалық ток тығыздығы бар Bi-ВТСП керамикасын алу технологиясын әзірлеу және режимдерін оңтайландыру

Методы исследования (на русском) : - Синтез аморфных прекурсоров будет проводиться закалкой расплава под воздействием лучистой энергии оптического диапазона. - критические свойства ВТСП будет определяться четырехзондным, индукционным методами и специально разработанной методикой измерения. - исследование фазового состава, параметры решетки, размер кристаллитов, структура ВТСП материалов будут осуществляться рентгеновским дифракционным методом. - исследование элементного состава и микроструктура образцов будет осуществляться методами электронной и атомно-силовой микроскопий. - исследование механизма образования сверхпроводящих соединений будет проводиться методом дериватографии и термической обработкой образцов в различных температурах в зависимости от времени. - синтез ВТСП материалов повышенной плотности и высокой текстурой на основе микро- и наноразмерных материалов с нанодисперсных включении будут осуществляться термической обработкой в атмосфере, под давлением и термо-радиационным синтезом, а также планируется в поле под воздействием ионизирующего излучения.

Методы исследования (на казахском) : - Аморфты прекурсорлардың синтезі оптикалық диапазонның сәулелі энергиясының әсерінен балқыманы шыңдау арқылы жүргізіледі. - ВТСП-ның критикалық қасиеттері төрт зондты, индукциялық әдістермен және арнайы әзірленген өлшеу әдістемесімен анықталады. - фазалық құрамын, тор параметрлерін, кристаллиттердің мөлшерін, ВТСП материалдарының құрылымын зерттеу рентгендік дифракциялық әдіспен жүзеге асырылады. -үлгілердің элементтік құрамы мен микроқұрылымын зерттеу электронды және атомдық-күштік микроскопия әдістерімен жүзеге асырылады. - өткізгіш қосылыстардың түзілу механизмін зерттеу уақытқа байланысты әр түрлі температурада үлгілерді дериватография және термиялық өңдеу арқылы жүзеге асырылады. - микро және наноөлшемді материалдар негізінде тығыздығы жоғары және текстурасы жоғары ВТСП синтезі атмосферада, қысыммен және жылу-радиациялық синтезбен термиялық өңдеу арқылы жүзеге асырылады, сондай-ақ иондаушы сәулеленудің әсерінен өрісте жоспарланады.

Obtained results and novelty (in Russian) : – разработаны устройства закалки расплава для получения аморфных прекурсоров для синтеза ВТСП керамики; – разработана технология и синтезированы аморфные прекурсоры состава Bi1,7Pb0,3Sr2CanCun-1Oy (n = 2-5) путем закалки расплава с использованием нагрева под действием высокой интенсивности оптического луча; – исследованы степень аморфизаций исходных прекурсоров в зависимости от скорости охлаждения и номинального состава Bi1,7Pb0,3Sr2CanCun-1Oy (n = 2-5); – исследованы фазовый и элементный анализы прекурсоров состава Bi1,7Pb0,3Sr2CanCun-1Oy (n = 2-5), установлены, что с увеличением содержания Ca и Cu для n = 2→5 склонность к кристаллизации повышается. – на основе аморфных прекурсоров синтезированы ВТСП керамики состава Bi1,7Pb0,3Sr2CanCun-1Oy (n = 2-5), определены оптимальные режимы синтеза. – исследованы кинетика и динамика образования ВТСП фаз керамики состава Bi1,7Pb0,3Sr2CanCun-1Oy (n = 2 - 5). Установлены, скорость образования ВТСП фаз повышается в 2 раза по сравнению с твердофазным синтезом; – определены критическая температура перехода в сверхпроводящее состояния ВТСП керамики номинального состава Bi1,7Pb0,3Sr2CanCun-1Oy (n = 2-5). Установлены, что для ВТСП керамики состава Bi-2212 Tc составляет 90 – 93 К. Для составов Bi1,7Pb0,3Sr2CanCun-1Oy (n = 3-5) Tc соответствовал 107 К, что характерно для ВТСП фазы Bi-2223.

Obtained results and novelty (in Kazakh) : - ВТСП керамиканы синтездеуге арналған аморфты прекурсорларды алу үшін балқыманы шынықтыру құрылғылары әзірленді ; - Bi1,7Pb0,3Sr2CanCun-1Oy (n = 2-5) құрамының аморфты прекурсорлары оптикалық сәуленің жоғары қарқындылығының әсерінен қыздыруды пайдалана отырып, балқыманы шынықтыру арқылы технология әзірленді және синтезделді; -салқындату жылдамдығына және Bi1,7Pb0,3Sr2CanCun-1Oy (n = 2-5) номиналды құрамына байланысты бастапқы прекурсорлардың аморфизация дәрежесі зерттелді; - және Bi1,7Pb0,3Sr2CanCun-1Oy (n = 2-5) құрамының прекурсорларының фазалық және элементтік талдаулары зерттелді, N = 2→5 үшін Ca және Cu құрамының жоғарылауымен кристалдану үрдісі жоғарылайды. -аморфты прекурсорлар негізінде Bi1,7pb0,3sr2cancun-1oy (n = 2-5) құрамындағы ВТСП керамика синтезделді, синтездің оңтайлы режимдері анықталды. - Bi1,7Pb0,3Sr2CanCun-1Oy (n = 2-5) құрамындағы ВТСП керамика фазаларының қалыптасу кинетикасы мен динамикасы зерттелді. Орнатылған, ВТСП фазаларының түзілу жылдамдығы қатты фазалық синтезге қарағанда 2 есе артады; - Bi1,7Pb0,3Sr2CanCun-1Oy (n = 2-5) номиналды құрамдағы ВТСП керамикасының өте өткізгіш күйіне өтудің критикалық температурасы анықталды. Bi-2212 Tc құрамындағы ВТСП керамикасы үшін 90 – 93 К құрайды, Bi1,7Pb0,3Sr2CanCun-1Oy (n = 3-5) Tc құрамдары үшін Tc 107 К сәйкес келеді, бұл Bi-2223 фазасының ВТСП-ға тән.

The main constructive and technical economic indicators (in Russian) : Получение однофазных висмут содержащих ВТСП керамики составов Bi1,7Pb0,3Sr2CaCu2Oy (2212) и Bi1,7Pb0,3Sr2Ca2Cu3Oy (2223), которые нашли широкое практическое применение в различных областях, в технологическом плане представляют собой не простую задачу. Трудность заключается в сложности катионного состава, их подвижность, неравномерное распределение, локальное плавление, испарение и нарушение стехиометрии, протекания конкурирующих реакций, необходимость длительного отжига. Если для состава Bi1,7Pb0,3Sr2CaCu2Oy (2212) потребуется несколько десятки часов термического отжига, то для состава Bi1,7Pb0,3Sr2Ca2Cu3Oy (2223) потребуется около 150 часов термообработки в изотермическим режиме с промежуточными помолами и термообработка в узком интервале температур в присутствии жидкой фазы. Разработанная технология получения висмутовой ВТСП керамики с более 2 раза укороченным технологическим режимом по времени представляет собой технико-экономическом плане выгодной.

The main constructive and technical economic indicators (in Kazakh) : Bi1,7Pb0,3Sr2CaCu2Oy (2212) және Bi1,7Pb0,3Sr2Ca2Cu3Oy (2223) құрамында ВТСП керамикасы бар бір фазалы висмуттарды алу, олар әртүрлі салаларда кең практикалық қолдануды тапты, технологиялық тұрғыдан қарапайым міндет емес. Қиындық-катиондық құрамның күрделілігі, олардың қозғалғыштығы, біркелкі бөлінбеуі, жергілікті балқу, булану және стехиометрияның бұзылуы. бәсекелес реакциялардың барысы, ұзақ мерзімді тазарту қажеттілігі. Егер Bi1,7Pb0,3Sr2CaCu2Oy (2212) құрамы үшін бірнеше ондаған сағат термиялық тазарту қажет болса, онда Bi1,7Pb0,3Sr2Ca2Cu3Oy (2223) құрамы үшін сұйық фазаның қатысуымен температураның тар диапазонында аралық ұнтақтаумен изотермиялық режимде шамамен 150 сағат термиялық өңдеу қажет болады. Висмут ВТСП керамикасын уақыт бойынша 2 еседен астам қысқартылған технологиялық режиммен алудың әзірленген технологиясы техникалық-экономикалық тұрғыдан тиімді болып табылады.

Level of implementation (in Russian) :

Level of implementation (in Kazakh) :

Efficiency (in Russian) : Эффективность работы заключается в разработке висмут содержащей ВТСП керамики с высокой критической температурой и с повышенной плотностью критического тока с укороченным временем синтеза

Efficiency (in Kazakh) : Жұмыстың тиімділігі қысқартылған синтездеу уақыты аралығында жоғары критикалық температурасы бар және критикалық токтың тығыздығы жоғары болған висмут құрамды ЖТАӨ керамиканы әзірлеуде тұрады

Field of application (in Russian) : Энергетика, электроника, приборостроение

Field of application (in Kazakh) : Энергетика, электроника, аспап жасау