Способ получения сильно уплотненных, сверхпроводящих массивных тел из mgb2, связанных с ними твердых конечных продуктов и их использование - RU2003130954A

Реферат

1. Способ получения сверхпроводящих массивных тел из MgB₂, имеющих плотность, близкую к теоретическому значению, который включает следующие операции:

а) механическая активация кристаллического бора с образованием активированных порошков;

б) формирование пористой заготовки из активированных порошков кристаллического бора;

в) сборка пористой заготовки из бора и массивных предшественников металлического магния в контейнере и герметизация его в атмосфере инертного газа или с низким содержанием кислорода;

г) термообработка бора и магния, собранных как указано выше, при температуре выше 700°С в течение времени, превышающего 30 минут, с последующим просачиванием магния, находящегося в жидкой фазе, через активированные порошки кристаллического бора.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что операция (а) механической активации кристаллического бора заключается в измельчении хлопьев кристаллического бора путем неоднократного раздавливания, осуществляемого сжатием под большой нагрузкой.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что активированные порошки кристаллического бора имеют средний волюмометрический диаметр частиц в диапазоне от 30 до 70 микрон и имеют такой же тип кристаллической структуры, как исходные хлопья кристаллического бора.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что заготовку из активированных порошков кристаллического бора получают обычными способами уплотнения порошка.

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что заготовку из активированных порошков кристаллического бора получают в самом контейнере путем непосредственной засыпки в него активированного порошка кристаллического бора и уплотнения его.

6. Способ по п.1, отличающийся тем, что заготовка из активированных порошков кристаллического бора имеет кажущуюся плотность, составляющую свыше 50% от теоретической плотности кристаллического бора (2,35 г/см³).

7. Способ по п.1, отличающийся тем, что заготовка из активированных порошков кристаллического бора имеет чистоту, выше или равную 99,4%.

8. Способ по п.1, отличающийся тем, что заготовка из активированных порошков кристаллического бора имеет форму, сходную с формой конечного продукта.

9. Способ по п.1, отличающийся тем, что заготовка из активированных порошков кристаллического бора содержит до 20% ат. магния в форме магниевого порошка, имеющего размер частиц ниже, чем размер частиц бора.

10. Способ по п.1, отличающийся тем, что заготовка из активированных порошков кристаллического бора состоит из активированных порошков кристаллического бора, поверхность которых покрыта металлическим магнием.

11. Способ по п.1, отличающийся тем, что на операции (в) объединение пористой заготовки из бора и массивных предшественников металлического магния в контейнере осуществляют с массивными предшественниками металлического магния с чистотой свыше 99%.

12. Способ по п.1, отличающийся тем, что на операции (в) имеется такой избыток Mg, что атомное соотношение Mg/В превышает 0,5.

13. Способ по п.1, отличающийся тем, что атомное соотношение Mg/В равно 0,55 или более.

14. Способ по п.1, отличающийся тем, что контейнер, применяемый на операции (в), состоит из материала, который не может взаимодействовать с бором или магнием при температуре до 1000°С,

15. Способ по п.14, отличающийся тем, что этим материалом является Nb, Та, MgO, BN.

16. Способ по п.1, отличающийся тем, что контейнер, применяемый на операции (в), состоит из любого материала, стойкого по отношению к высоким температурам, футерованного внутри оболочкой из материала, который не может взаимодействовать с бором и магнием при температурах до 1000°С.

17. Способ по п.1, отличающийся тем, что операция (г) включает термообработку при температурах в диапазоне от 800° до 1000° в течение 1-3 ч.

18. Способ по п.1, отличающийся тем, что просачивание на операции (г) осуществляют пропиткой пористой заготовки из активированного порошка кристаллического бора, погруженной в расплавленный металл, под давлением инертного газа.

19. Способ по п.1, отличающийся тем, что на операции (в) массивные предшественники металлического магния состоят из массивных тел из магния и одного или более металла с более низкой температурой плавления, или из эквивалентных сплавов.

20. Способ по п.19, отличающийся тем, что эти металлы с более низкой температурой плавления присутствуют в таком количестве, чтобы достичь по мере возможности процентного состава, соответствующего точке эвтектики эквивалентного сплава.

21. Способ по п.19, отличающийся тем, что атомное соотношение металл с низкой температурой плавления + магний/бор составляет более 0,55, и одновременно атомное соотношение магний/бор составляет свыше 0,5.

22. Способ по п.19, отличающийся тем, что металлы с более низкой температурой плавления выбирают из Ga, Sn, In и Zn.

23. Сверхпроводящее массивное тело или твердый конечный продукт из MgB₂, имеющий плотность, близкую к теоретическому значению, полученный способом по любому из пп.1-22.

24. Применение сверхпроводящего массивного тела или твердого конечного продукта из MgB₂ по п.23, в качестве мишени для технологий вакуумного напыления тонких пленок, таких как лазерная абляция и радиочастотное напыление.

25. Применение сверхпроводящего массивного тела или твердого конечного продукта из MgB₂ по п.23 в качестве элементов включения электрических цепей, элементов с переменной индукцией в системах ограничения тока, постоянных магнитов для применения в системах левитации, для медицинских систем на основе магнитного резонанса, для ускорителей и детекторов элементарных частиц, для систем аккумуляции энергии, для линейных и нелинейных двигателей, для генераторов электроэнергии.