Фазовые равновесия в системе Y—Ва—Сu—О и выращивание монокристаллов YВа2Сu3О7-дельта тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.07 ВАК РФ

РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУК

ИНСТИТУТ ФИЗИКИ ТВЕРДОГО ТЕЛА

РГ6 од На правах рУкописи

■ г ЖОХОВ Андреи Анатольевич

ФАЗОВЫЕ РАВНОВЕСИЯ В СИСТЕМЕ У— Ва—Си—О II ВЫРАЩИВАНИЕ МОНОКРИСТАЛЛОВ ¥Ва2Си307_5

Специальность 01.04.07 — физика твердого тела

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Черноголовка 1995

Работа выполнена в Институте физики твердого тела РАН.

Научный руководитель: доктор технических наук Емельчснко Г. А.

Официальные оппоненты:

доктор технических наук Нерсесян М. Д., кандидат технических наук Колесников Н. Т.

Ведущая организация: Институт общей физики РАН

Защита состоится «_» _199 г. в я_" час

на заседании специализированного совета Д 003.12.02 при Иистн туте физики твердого тела РАН по адресу: 142432, Московска5 область, п. Черноголовка, ИФТТ РАН.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Институт; физики твердого тела РАН.

Автореферат разослан ,_"_ 199 г.

Ученый секретарь специализированного совета

доктор технических наук М. И. Карпо!

© Институт физики твердого тела РАН

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность теш.

Откршиз е 1986 г. в Цюрихской ясс-гедов&тельской лабораторий. IBM Эзднортцем и Мадлероч~[ГГяш:'сД!КЯ высокотемпературной— сверщюйодимостк иггвало. ФеномвнадегеИ! всплесх научной активности в этой области. Создаете ч внедрение сверхпроводящих • материалов в такие оО.тастх. как энергетика, транспорт,электроника и вычислительная техлика. физика элементарных часткц, медицика означали ои по существу научно техническую роволвцио. Во «ноглх , тгрчня», н coiaMA -юл^^иш«» z~ "

хтши нового класса езорхпроводкикоз, делаются попытки пэлучог;;;: практически полезных материалов» Открытие каждого нового ВТСП сразу же шенвает попытки выращивания кристаллов соответствушзй фазы. Это обусловлено тем, что большинство прецизионных исследований физических и структурных -свойстз материалов могут быть проведет* только ка монокристаллах, Сюда относятся детальная расшифровка кристаллической структур«, исследование анизотропных свойств, изучг'лше влияния дефектности (ь тем числе двойниковых гргниц и границ ььр-ен и блоков^ на сверхпровсдяшио свойства.

Цель работы: Из основе изучения фазовых равно! а скс/еи? 7-Ва-Си-О ракрэСкуть спосо'ы гырэщтоашп v. nanrorrs яонокристамга *И.ч2с»307_в. Исслсдашгь . аиля»'* услоьий

КрН'-'З'П « ППЯ1.К»! |J СОППЙаГБЗ

Новизна и научная значимость работы заключается в полученных уопчх рпзультатэх. выяоси№х us защиту:

- изучена изобарическая ¡разовая диаграмма система Ва0-С\Ю-Си00 5 при парциальном давлении кислорода 0.21ати.

- определено положение изобары на поверхности ликвидуса в интервале концентрации зксида бария о - 75£ мол.

- установ.юио образование в сиогвш двойной эвтектики между фазами ВяСи02- ВаО.

- показано что плавление купрага бария происходят по реакции-. Бр.СиОа(тв) с ВаСи0х(*0 + 02(г)

- определены составы и температура инвариантных точек сиз геи Вэ0-С1)0-Си00>5

- изучен политермическиЛ разрез ТПз2Сиэ07 - &аэС'.1701О

определена область первичной кристаллизации фазь УРа2Си307.а

- измерены аемперэтуры двойкой эвтектики между фазами ВаСиО^ и ГиО и тройной ЭЕтектнки мввду фазами *ВагСи30.;_а, ВаСи02 и СиО

- опредэлеш растворимость различных материалов тиглей в расплаве к кристаллах \"ва.0и307..в .установлен состав примзсш фаз, воэнихяяцях при взаимодействия расплава материал'¿ни тигле

- ^ ста нов лена ширина мотастасильксй зоны фаз« УВа2Си307_4 расплаве - ( 0.8К)

-исследованы условия кристаллизации и вкрапины крупны * »

монокристаллы УБа2си}07_а (-1см3) нэ зэдовку.

-показано, что наилучшим способом получения эт* монокристаллов является внрэщкзавие модифицированным Т£йО-методс

- проведена характзризаиия монокристаллов : путем: рвнтгеноструктурного, ренягеносш:тра.шюго,

явйгронострухтурного анализа, измерения реатгеновских топогракм о рэзлктнкх поверхностей монокристалла, измдрэлий резкстивяцх и

М9гнктнкх______свойств при низких томсературах. Опрзделены

коэф$лниекты диффузии кислорода вдоль плоскости аь и оои с. .

Практическая еначикость ааяучотка. резулматов

- результате изучения -зовах равновесий в системе У-Ва-Си-О создают основу для определений £»гагко~химическнх условия кристаллизации и вырезания монокристаллов в исследуемой системе

- ла,чгм-.птяна методика для выращивания монокристаллов из растворов с у эхо« ш'тйсггсяя^той «пиой

- развит шдифвдироваинлй ТЗЗй мзтод виргщквакия ойьемных •монокристаллов УВа2Си307_а при постоянной температуре на затравку.

- монокристаллы УВа2Си307_в , полученные в дайной работе, обеспечили получение ря,эа принципиальна: физических результатов в изучении природы ВТСП, вглвчая обнаружение с кие Я (2.Шв) лвдиносцеиции монокристаллов ТВа2Си307_д, определишь ■коэффициента диффузии кислорода и его анизотропии в широком даэпааонс теглерагур, обнаружение значительной пластификации монокристаллов УБа2Си307_в при увеличении дефицита кислороде в ре сетка а др.

Публикации

По мэт1?гиэлак диссертации опубликовано (0 няу-мтгг сугзгой, получено положительное рега^нав по зчйбкз нз ттьнт 'спссоо выращивания «оаекрпсгаллов УВа2Си3о_5",

Дирекция {п'сп'

В ходе выполнения работы ее результаты докладывались на I Азиатско-тихоокеанской конферекцки по ВТСП (Сингапур, 1938) I Всесоюзной копфоренцяи по фийкко-хиыки к технологии ВТСП (Москва,1980)

Конференции но прикладной сверхпроводимости АБС--90 (США,Сноумасс 1990)

13 Европейском кристаллографическом конгрессе .(Италия,Триест 1931)

--1,2,3 Всесоюзных конференциях по БТСП (г.Харьков,1383,1991,Киев Г939)

«

В Всесоюзной конференция по росту кристаллов {гЛарьков,1992)

Структура и объем работы Диссертация состоят кз введений, пяти глав и заключения.

• Диссертация включает 95 страниц текста,.сопровождаемого 39 рисунками, список литературы содержит 90 наименований.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Во введении обоснована актуальность, сформулирована цель работы, кратко изложено содержание разделов диссертации.

Первая глава содержит обзор литературы по фазовым равновесиям в системе ¥-Ва-Сц-0, результатам Ецращивашш монокристаллов УВа2Си307_3 и краткое описание физико-химических свойств получаешх кристаллов.. Отмечается, что отсутствует колкчествйНгШй фазовый анализ в области ликвидусе фази УВа.,Си307_^ и описание взаимодействия система с кнсло-цодом при бксоких температурах. Р. области шграедигания монокристаллов

YBa„Cu,0., » з основном приводился лилъ «вход спонтанной

2 3 /"о

кристаллизации путем медленного охлаждения расплава кик один из наиболее успешных для получения зтих «{металлов. Завершается глава постановкой задач диссертационной работы." -,-

Во второй глава описана методики, котюльзозаььке при изучении фаасвнх равновесий в cwreve, проведения иоитоьчх экспериментов и исследования свойств мококристаллов.

Для получения данных. о íja зовах равновесиях б ис^лвдуьмой -.-««uiiie аппользовались метода; да^ренциално-эермкчоский анализ {frsh-}. ilT'i. ' tzitr^vr***»-**™ СГ-А*.

рентгепоотрук.суркий ;РСА) анализа, низуалмю-полкт'зрь-.пческий, зондовый и закалочный катоды. Зопдовцй метод детально иэдожьн ь работе 12?. Основная методика, которая использовалась для изучения фазовых равновесий с кислородом,оскована ад работе Gaflalla 13).

Лля выращивания монокристаллов YBa2Cu3G7_a использовали

1. Мзтэд спонтанной кристаллизация путем медленного ехлаялогая.

2. Метод поворотного тигля с ' Г.СК0л1>ЗСВД!т«>/, ус коронно -за.мед кйпмгэ враценая гигдя {АСЫ >.

3. Модифщиро'оашПжЙ Тор seedoü Bolulioi» growla vTSSG) üot<»,t лрц пгггояичо". персси-гогид.

Выращивание коникрисХоллов iio м-' ^./'У ;! г..* -Q'VxtKOft печи с двумя погависиккля нагоевател? ни?« олесн-л-.-»»":, кс-ерж» »т ?1И'~Т0Х. Характерные окорег.тп oxjswxwi»»» С.Г-'

3",' i .п. s.,v с «л 'í f-ii.rr.Ti' ^ к.эморы -¿0 лшрлп. С3а-|Я м..г.-п -»чг^"»»»«!«*

оксидов -2.6 кг.

Метод поворотного тигля (2) с использованием ACRT легально описан в работе {4).

Конструкция печи, используемой для выращивания монокристаллов по способу (3) представляла собой, шахтную печь с тремя независимыми резистивными нагревателями рис Л. Использовались дав источника питания РйФ-IOI. Средняя обмотка N3 Подключалась через трансформатор, который позволяет регулировать выделяемую мощность на нагревателе Ш и устанавливать радиальный градиент в титла менее 0,5°С. Две другие обмотки N» и N3 слу«ат для установления осевого градиента температуры в пределах от -5°/см до +2°/см.

Для получения структурных характеристик обьемнш монокристаллов YBC0 проводились нейтронографичеокие измерения, сьемхи рентгеновских "голограмм и прецизионная дафрактометрия, температурную зависимость сопротивления монокристаллов измеряли стандартный четырехконтактным методом на переменном токе (1=1 МА f = 330 Гц>.Магнитные измерения проводили с помодыо магнитометра на основе ВЧ СНВИДя в поле 1-3 Э.

Химический состав опредоляли методом локальног рентгеноспектрзльного анализа с применением кристалл дифракционного рентгеновского спектрометра.

В третьей главе приведены результаты исследования фазовых равновесий в система V-Ba-f.'u-O.

Система Bn-Cu-О является трехкомпоненткой и, в случав изучения ее на вопдухе, является открытой по отношении к кислор< окруязгагай среды. При фиксированном дзвиешш Ро2 система являете

G

мононариантноя при сосуществовании двух конденсированных фаз

(например, жидкой и твердой, где кислородный обмен при изменении'

температуры систему иехет происходить не____только меияу^

конденсированными фззами, но окруяавдей средой). Конвариантное • равновесие соответственно будет наблюдаться при сосуществовании трех конденсированных фаз. Термические анализы лрсвздшш в воздупноЯ атмосфере (Po2=0,02I ИПа), при этом для исследуемо» ■ системы уменьшалось число степеней свобода на одну и инвгриантнио «wiin ¡»и _ря«човесии (два твердиз,

явдкая и газообразная фазы), Торикческнй апаллз г*,"^.»"**« ядя образцов система BaO-cuO, имээдих мол.% СиО ■ 25.30,35,40,45,50^57,60,70,72,80,90,93,100. Кривые диссоциации исходных составов измерена с помощью тврмоаналкзаторов TAG-24 (навески 20-40 мт) и Q=I500D (навески -I?) методом изотермических вадоржак. Изобарическая фазовая диаграмма тройной система BaO-CuO -CuO_ Р при парциальном давлении кислороде 0,021 НПа приведена на рис.г (изобарическое свченив этой системы показано на стороне BaO-CuO).

'Инвариантные точки на рис.2 обозначены при температурах 1293, 1163, 1233 и 1278 К, которые отвечают двойням клтектикям ме?щу Сий и CUjO, ВаСиОг и ГиО, В.и'и<;2 я ПаО и плавлению t>-iC\)(j;

ссотввтстч^япо. Точи? н» »виолах соответствуют экспериментальным

валов«м COCT3BO«, KOTf.jm достигли ИСУ.ОДНШ оорч?цы при ЭТОЙ температуре. Инварианте?« точки системы имеет- следу как«

координаты (температура в К. состав в мол.% ) <Ж» » CUjO — L - rpwiepaTypa 1290 К, II ВаО, '23 СиО, вв СП00 -R^HiO, <--CUO —-Ь - 1ЫШ. 1163 К, 30 ВаО, 31.5 f'uO, 38,5 Tu00

ВаСи02 + ЕаО —- Ъ - температура 1233 , 65 ВБаО, 21 СиС, 14 СЮ0>3

плаялешк» фазы ВаСиОа - темппратур* 1278 К и состав жидкой фазы - 50 Вг.О, 21 1иО, 29 СаО. ,.

и, -л

реакции плавления кунрзта Серия можно записать следующим ■ образом:

1278К

ВаСи02(а)~1Г ВаСиОх(ь) + 03(С) . где Б - твердая фаза, I - жидкая фаза, С - газ. Для фиксированного давления кислород? эте система является инвариантной при грехфзчком равновесии (Б ,Ь,С,), тр.к как число незавксиьах компонентов эдеоь ровно двум (соотношение Ра и Си постоянно). Наличие эвтектики ме^ду фазами БаСи02 и ВаО (см,рис,2) согласуется только с открытым максимумом при плавлении купрата бария.

Таким образем, при плавлении БаСиОа составы твердой и «идкей фаз • различается по содержания кислорода. Это означает, по определении*, инконгрузнтно? плавление купрата бария.

Политермичеокий разрез УПа^Си^и.,.^ - Ва3Си701О

Ликвидусная часть разреза фагоьой диаграммы строклч на основе традиционных способов изучения фазовых соотношений:ДТА, ТГА, ГФА, закалочные аксперкмонтн с последующим изучение!, полированных ялифоа под микроскопом. Однако. НмИСолое точным дл; изучения ликвидуса этой системы оказался зондов^П способ [2], Результаты исследований представлены на пчс.З. Область ликвидус; Ф^ггч УВа2Сч307_, лргит между 3-17Й мол. УЬ;1.Сч,07,а тройно: йгтектикя тчт температуру 88Н°г, Слчдуят отаетять особ&яяост)

п

изучения фазовых соотношений в данной системе. Одна из них - это

зависимость появления первичной кристаллической Фазы от скорости охлаждения системы. Показателен тот факт, что удается сохранись

жидкую фазу в системе при охлаждении ез со скоростью - 50°/час"~ вплоть до 850°С, а при дальнейлей шдаркке при этой температуре она затвердевает. Очевидно, что это связано с кинетикой поглощения системой"кислорода уп окружяллвй средн.. Другой важной особвнкосхьо является взаимодействие материала тигля с 1«с.'..%8.тл.

Л платиновым тиглем показали, что «ылелздие кристаллической „ь »

температура. и времени. Длл тигля из Л1203 систенз являет«* практически независимо» от времени выдержки, если еэ да перегревать вайе 1ого°с.

Важно отметить, что для получения воспроизводимых результате!? требуется перемешивание расплава, как да гомогенизации по пртч'сям, так и , что ччиЛолее вятно, гомогенезации по кислороду. .Учитывая вышеизложенное, и построена лдквидусная часть рчзреза _дкагрзм?л!, указанная на ркс.З Четвертая глава посвящена росту монокристаллов Си307_6 и содержит описание трех способов выращивания этих кристаллов.

На начальном этапа исследования почти виггда используется метод спонтанной кристаллизации путём медленного охлакдени» раствора. Это связано с относительной простотой метода длл получения монокристаллов, а такш для изучения условий кристаллизации и физико-химических свойств системы.

Однако, все характеристики косят .ютвь качественный характер, по тем не менее это позволяет определить' направление развития

методики для получения более качественных и объемных кристаллов. Кристаллизация УБ^Си^,.^ из собственного раствор-расплава не явилась шитчштэы вэ этого правила. Первоначальные опыты были выполнены в основном в*Р1-ткглях. Связано это в первую очередь с фкзичоскыгя характеристиками кристаллов, которые оказались лучше, чей при использовании А1303 тиглей. Как уже отмечалось ранее, использование Р1 тиглей приводит к неопределенности свойств система в эависткюти от времени.

Таким образом, необходимо эмпирически подбирать условия кристаллизации для определенного типа тигля и конструкции печи.

Наилучше результата были получены при составе Ва02- 31,4 мол«, СиО - 68 тлЯ, Уг03- 0,6 моля при общей массе шихты ~2?60 гр. Максимальная температура гомогенизации ~ ПОО°С. Кристаллы, подученные таким образом представлены на рис.4, максимальный размер достигал 6x6x0,1 мм3. При длительных выдержках и высоких температура^, вхождение платины в расплав практически подавляет получение $азы УВа3Си307_в в вкде отдельных хорошо огранённых кристаллов. не менее при использовании тигля с больяш объемом, удалось . получить достаточно большое количество кристаллов с физическими характеристиками, которые позволил» сделать ряд передовых работ в-области изучения сверхпроводимости. При использовании А1203 тигля отмечалось меньшее взаимодействие с расплавом,, но поучить воспроизводимость, качество и размер большие-, чем в Р (.-тигле, не удавалось.

Для увеличения размеров кристаллов вдоль оси с была использована методика поворотного тигля с применением ускоренного замедленного вращения, что позволяет ввести принудительное

поремешиванме раствора с последующим отделением его путем двкзитацки и освоСсадения ачросыих кристаллов• от расплава.

Использование a1203i-k№.i? ггргпзодгтт - к- - - стабильным___

результатам. Состав шихта. выб/раяся на основ знии разреза дизграшн, изученного рааеэ см.рис.3. Шт нспоя*л*орзш состяш в пределах ГЗ-1? мсий УВа?СиэО,_я и 87-Ю состава эотектихи

ВаО-СаО. Смесь оксидов иагрвв»яась в А'.о3 до тепперэтуда 1000°-1020°С, выдерживалась в течении нескольких чааоа и ¿»expo гпг.»п*ЯйЛнСЬ «О СССС, TT~*we wr. ^"тл" ЛЛ

скорость» 1-й К/час до конца гатогв.иа перемешивая при этом расплав ( используя. ускоренно-зэмэдлекиой враще!шэ ) а установив в яем температурный градиент пу^ем направленного локального теплоотвода от центра дна тигля. После окончания Проп&сса производился переворот тигля вокруг горизонтальных осей, выводя mixeme крягтяллн из расплава.. В отлична от случай епоитзшой кдестздзрзвцгк Соэ пришивши поворотного тигля с A0RT, чогда удавалось получить тогкио монокристаллы УВа2си307.в пласгиячагоа форм; с юаксимэяыш размером SxBxO.I в данном случав былк получены обьемкые монокристаллы размером 3>:3xl ~ 5xS*0,5 (ск.рп:: ,'>). Зте кристаллы в форт параллелепипедов с xcpero г.^витагли эглк&лыго гладкими гранями tool) гггр^стапт, зйгрзгтлеян»??« я» лна тигля'Я выхяауты вворх по градиенту тедаеротурц. Следует отмстить, что применяя аналопгчше условия роста, но «0 используй ускореннозамедленное вращение,, удается получить кристаллы только пластинчатого габитуса, Кристалла YBajCUgO,^,• подученные описашя.-выше способе?-!, содержат по результатам рентгекссаек-тргльного

И

улкроаналиэз, 1-2 % масс оксида аяшяния. Концентрация алюминия здисит от температура я длительности участка гомогенизации, от лорости охлаждения расплава, от плотности елундовых тиглей.. С уммарное количество Al20j в расплаве Y-Ba-Cu-О не превышает 1-2% лее, после 6-8 часов взаимодействия при 1000°- 1СЪ0°С. При этой ьабдвдается образование фаз Ва{А1Си)204 и YBa3(AlCu)207>s. : йреыевшзанив расплава, как видно, приводит к некоторому утодаетю кристаллов вдоль оси с, однако, осциляции температуры, ггозннкпвкие в циклах ускоренно-замедленного вращения {описание ''тк>: процессов даны в работе 141) приводит к закритическому •/ерео;;лзадению раствора на фронта кристаллизации, что вызывает епонгэааое массовое зарождение кристаллов. Избежать подобного

^Фекта в данной конструкции печи и методике но удается.

Выравдшакие при постоянной температуре.

Путем анализа достаточно большого числа экспериментов были >лчзлена наиболее оптимальные условия роста объемных жкокрис-таллов YBa3Cua07^e. В большинстве экспериментов в хачестве исходного был Использован состав с концентрацией 15 мол% W&2r,\ij07_e. тешерагура насыщения которого ~983°С. Смесь исходных' оксидов нагревали в А1а03 тигля до т'емепературы 1000-Í020°C и выдерживали в точении 2-4 часов. Больше температуры и болыке времена выдерется нэ этом ;;частке твтвт концентрацию члшйния в рабтворе и в кристалле,' После - выдержки раствор Охлаждали со скорость» 2,5°/час до тешерзтуры Ш0°€, установив нврегшд темпорэтуры в расплаве 5-IoVcm ( дно холоднее ). На этой егчлии на дно кристаллизуется друза мелких кристаллов УН'А2Си307_в , которп я'служит п дальнейшем питателем. На «ледуодем

апе производился переворот направления теипературного градиента

устанавливали температуру поверхности расплава па 0.5-С.8°С же,—чем температура днэ тигля. Измерение те»тература и

адиентз производилось прямым поеданием тегдапарн в тигель с—-----

сплавом. После нескольких пасов выдержки рзстрср становится сыченным за счет частичного растворений питателя и в вергнг® ¡сть расплава погружается затравочный кристалл, з&крепле'шй На ¡ундовом штоке. Разращ'лваииэ затравочного кристалла ведется в . ^...п; даяедь. при этом происходит вращение тигля со

сор<>стыэ ~ Ю-Иэоо/иин. г**<-№<>ьи та»

на стадии высадки питателя. Изучение влияния температурного задиеита на процесс кристаллизации показало, что при значении зртикзльиого перепада температуры дТ=0,6-0,8°С меяду питателем и зступшм кристаллом наблюдается рост одного затравочного ристали без образования спонтанных кристаллов. Скорость роста в лоскосш пь только в - 1,5 раза превышает скорость роста г с аправлонии . Средняя скорость роста за 17 суток составила пл? ранвЯ (Г'¡О ) - 0,18 мм/сутки, для грзвяй ( СЮ!1 -0,1? мм/сутк:». акие кристаллы (см.рис.в) практически но имеют видима« дефектов кпз вклгченнй прослоек маточного расплава параллельно плоскости ь. Используя достаточно крупнее затрапочние кристалл?/ - 5XV/? м >1 -"".о.™ глпраамвания до ¿3-25 суток удастся получить юноквистач.та - I см3.. При глр>»1юдпх темппр-ггурч (Чмс-е ¡аблюдается спонтанная кристаллизация, которая происходит з юновном на опушенном в расплав ятскя, а при аТ-Т,5-2'С я бопее гроисходит млс(;ов;)п кри".талл:г>ьчин на поверхности рзпплаэа,

которая ПОЧТИ ПСЛИиСТЬУ ИСКЛГЛШОТ р';СТ МЗМ;:)Г<ЛЧ'<01 л

монокристалла, Для создания условий, необходимых яри рос монокристаллов была создана специальная конструкция печа которая прозводявт достаточно лзгко я надежно управля градиентами температур в активной пространстве* печи поддерживать вти условия в течении длительного времени. Схе

такой установка! представлена на риал.

Пятая глава иоснашена характеризации монокристаллов YBaaCu3

На обьемных монокристаллах были сделаны нейтронографическ измерения, проведенные в национальной лабораторий RISO, <Дания) институте Laue-tange v 1л. (Гренобль). Шли сняты так рентгеновские тоиограиан с различных поверхностей кристалл Анализ полученных данных указывает да достаточно хорошее качес! кристаллов с разориентировхой в пределах шшуты.

Шли исследованы сверхпроводящие свойства монокристалл УВа2Сиэ0?^. Аа grown кристаллы» по измерение магнии восприимчивое««, инаавт Тв на вше ?Ш и вирокий nepei (дч «30-50R)» Оэс№ термообработки в потоке кислорода в течея

V -

нескольких веима кристаллы, выращзшш в Ft и ггЮа ТЕгляа ems ТС"ЭЗК и аТс<0.5К <ся. ряс.7) .Кристаллы, выраженные ю Al-тигле, содерзат в свое« составе аллянишй {YBa^u^jjAl^O,.^, i 0.05<к<0.ц) и. такие кристаллы теы ?0«89R, ¿TC»2-3K.

ОВДИЕ ШВСШУ

С целью варавяванад объемных монокристаллов YBa2Cu307_8 проведена исследования и получены следуядке результаты» - изучена изобарическая фазовая диагрзша систеш ^aO-Cuó-CiK)0f5 при парциальном давлении «водорода 0.21am. ' - определено положение изобары ва поверхности ликвидуса

ятерваяв концентрации оксида бария О - ЧЩ юх.

- установлено образование в системе двойной эвтектики между «вэами ВаСиО,- ВаО.___

- показано что плавление купрата бария происходит по реакции ВаСи02(тв) 0 ВаииОу(») + Ог(г)

- опредзленн состава и температуры инвариантных точек сит(Ш 1а0-0и0-си00>5

. - изучен политермический рэзрез УВн2Си507 - &а3Си701О

«»та явлена область первичной кристаллизации фаза

- измерена температура двойной эвтектики между фазами ВьСи02 I Сио я тройной эвтектики между фазами У!5а3Си307_в,ВзСи02 и ОгК)

- определена растворимость различных материалов тиглей в »сплаве и кристаллах УВа2Си307.в »установлен состав примесных

А

йоэкйшсщйх при взаимодействия расплава с материалами тиглей

- разработана методика для выращивания монокристаллов т?э заствороз с узкой метзстабилыюй зоной

- развит модифицированный ТБоЧ метод вкршкгоания ооьеш/х юнокрио галлов У13а2Си,07й при постоянна температура и ■шра»;екн крупные тонокристаллы УВа2Си307_в (~1см3) на затравку.

- ¿'стчгшз.^нз ¡сирина мэтостабилыюй зоны Фззн УВл2Си397>; з ргсп*гя? - ( 0.8К)

-пскааано, что нчилггакм способом получения г,таг лснохрясталлсв является выращивание дадифщироваюау хоБС-иягодом.

- проведена ' харэктеризация монокристаллов путем! ^нгтспоструктурного, рентгеноепбктрадьйого, ге^роноструктурного анализа, измерения рентгеновских телеграмм с

различных поверхностей монокристалла, измерения реэйстнвных J магнитных - свойств при низких температурах. Определен? коэффициенты диффузии кислорода вдоль плоскости аь и оси с.

Кристаллы, полученные в данной работе, позволили сделать ря. важных результатов в области физики ВТСП.

Результата диссертации опубликованы в следущих работах*. I. А.А.Жохов, Г.А.Еиельченко, К.В.АСросииов, И.Л.Аптекарь, И.М.Романенко, В.А.Татарченко. "ФазооОраэование в систем Y303-Ba0-Cu0 и синтез монокристаллов YBa2Cu307_5 Сб. "Физикохиыия и технология ВТСП материалов *, Наука М, с.106,198 К. V.A.Tatarchenko, G.A.Bnelchenko, N.V.AbrosUnov, У.A.Borodin, L.Ya.Vlrailkov, A.A.Zhokhov, V.H.Hasalov »single crystal growtl high temperature /superconductors and investigation or their physical .properties Inter. Journal oi Modern Physics B, 1989, Ч.З., Ш, ф.Ж 3. G.A.SneUdfKSiRo-, W.V.Abroslmov, A.V.Bazhenov, V.X.'Kasalov, A.A.Zhokhov, S.S.Khasanov. « Growth of hlgh-Tc superconduc-single crustalg and effect of thermobarlc treatment in oxyj en critical temperature« Material Letters, 1990, W.,3, p.95

Hi А.А.Жохов, К.Д.Соколовская, Г.К.Баранова, Й.И.'ЗЕОрькова, Г.А.Екельченко. " Строение ликвидуса в системе ВаО-СиО-СиО.

и,

СФХТ, 1Э90, Т.з *12, с.2799 5. G.A.bVjlcheriKo, N.V.Abroslmov, A.V.Bazhenov, Ч.М.Masaiov, A.A.ZhoRhov, S.S.Khasanov, C.Yu.Logvcmv.«, Phase equillbrlr ЪаШ-Ва-Cu-G system and growt of high-Tc superconductor bull single crystals IEEE, Transaction onmagnetics, 1991, v.г

&>> p.;»46

, А.Л.Кохов, Г./.-Ьмвй-Ченко, Н.В.Абросимов, А.В.Капеиов, "" "Сн^тквэнйв-обьекчнх• ^MxpHorawoBjiBaygUjO,^ и '¡¡-'¡с из раствора в оасилаво с чснользогингзк гяиоготнпп гч: vi -СО. Получение, свойства и анэлго ВТСП материалов и изделия, Свердловск. IPCO, г.74 . /..<\.2t;okhov, G.A.ttneiohenko, " orowih of YPa2{J*it.J07_j4 single cryatale fey a modified top seed'.'«! eotut ion p.-vwth tTSSG) - .„Л n.rv.vth 1993, v.129, p.7K-

. G.A.й>к)chenKo,A.A.ГЛюкйо v, i.'.».iwt«..-i.K<:, .»«г»?»«»». .-».«, Zverkov, M. Ji.Ka~UT.vnlk, A.E.Rovaiov, 0,iu.Locvcnov, L-n. 'fronina, S.S.Oias.inov. -Growth cr bulk iBa2Cu,07_e single crystals and thell proper t He «, StiperconG. Set. Teclmol, {934 v.7, p.54

i. ВЛ'.СтанкзйИ", !1.С'.Свячмч:<<-«&г Х.ЗЛ&знечеев, А.А. Кохов, К.А. кзлчгин ".';<JMl!H0eU'J!n::14 ВДСП ич основе игри", 0ФХ7- Ф Х.Т.ДЮО, т.З, '..2, с.Т22о СО- S.I. bmllkh 1р. Г-.А.ШПо^пко, v.r,b.'",iicclitmr., А.A.ZfioKh iv "«••г.!:••«•'.rcjV 01 '>ч.у.,»Я1 • vll'-'iirfii-lop. In УП."2'М3С,1в sin,;,!- cry-.uir". |гч с, iu'i. v.i79, р.ге« Л^тиремнная литература 1. I .»i.i> <'и<ч\ К.Д."п!'Лрнуа.й - РЖ,, v.64,, р.<69 Z. li.M.Ma д.}■>..• 1) I т*>, В.А.Г'1т?рчп.нкп АН t:rj;p

" iie^pr jmnecKifo материал* \ 1989, T.S5, йЗ, с. 1560 я. A.N.'iavmila, №.¥.?л d, Рг-чПб. ВгП. С'ГМП.Гчу., t%3 ' .» , - ! I , р.

•). г. Г.Л.Зшдопелки, B.A.Taxdpvf.jjito ?ост

рис.1 Схема. иахтнсй ;ш?<ш с тремя зонами: 1,керашче труба; 2, кристаллодерта тел«; 3,е,вор2нио и тошно экр 4,Л1203 тигвль; 5затравочный пристал; С,расплав; 7,питатель О, втаэдвдяс.ч подставка

pîTfi.P Изобарическая фэзсная Aimn-ow» гройпоЗ BaQ-Cu0-Cu0o 5 при парцельном давлении кислорода о.ггатм.

W

t/B m ci; 1/10 еа3Си,'С

Фис.З HcwiKïftjÂçwçcRVû разрез YBa,,Cu307 диаграмчщ Y0a # s *Baû- CuO

Eá-CU-O.

•? Ii

tTi

SS jfC< J - |t

■s

&Ш %

» гд "7Ï' V ЛгД ^ •

- ** С.» .г'Т ■> • • 4 - *•• Í ■ 'il i 1 '

♦ .rJ?*> -V> '.<-, ' , -«»-V..'7-Л..г , . Л ,

jViir.. ') Кристалл:* Yna,i:u307..A, по.иупг'.нньч з 14-тигдо щ*1см мзллозиого охяапдонш!

РИС.\£ XpiiWDJUM УЕ02СП,07.5, подученные методикой .поворотного тигля с ACRT

ДЧ. 'V ; /It .

Л, _____

ï Vi".'.-7 •i- '"'-»

Clvyw ' ' Чл

f-r k>{.. i

йШй

I f 4 i «

v ',

•

•

, ■ i

i. 4 ■ . *

B.G Кристалл wmwmw по TSSG-методике

о и»;нольяоцмкем злгрэпочного кристалла

> 0.9

ом a7 O.b Ö4 0.4 OJ

a 2 at

^o ~vói

t- « 4.1 UuftH * •■< tl*---et,л«.»*..«« лг.л

91 VU 92 72.5 93 93.Í 44 94.5

T, К

рис.7 Температурная'1 зависимость мзптт.чсй восприимчивом YBa2Cu307_5 монокристаллов, вцраиенных в Zr02 тигле

г:.сл. 1255 уче i у.-п. . ?r.p. ¡с..

2'i