Вищі бориди та оксигеновмісні включення як можливі центри піннінгу в надпровідних матеріалах на основі MgB${_2}$
А. В. Козирєв$^{1}$, Т. О. Пріхна$^{1}$, П. П. Барвіцький$^{1}$, А. В. Шатернік$^{1}$, В. Є. Шатернік$^{2}$
$^{1}$Інститут надтвердих матеріалів ім. В. М. Бакуля НАН України, вул. Автозаводська, 2, 04074 Київ, Україна
$^{2}$Інститут металофізики ім. Г. В. Курдюмова НАН України, бульв. Академіка Вернадського, 36, 03142 Київ, Україна
Отримано: 02.05.2019. Завантажити: PDF
Проведено експериментальне дослідження впливу добавок титану (у вигляді металу, полівалентного оксиду та карбіду), а також карбіду кремнію, на формування фаз і структури надпровідних матеріалів на основі MgB${_2}$, що були одержані з суміші порошків магнію і бору в умовах високих тисків і температур (2 ГПа, 800–1050°C). Встановлено, що присутність титану і карбіду кремнію сприяє сегрегації оксигену. При збільшенні температури до 1050°C це приводить до утворення великої кількості нанорозмірних включень, що можуть виступати в якості центрів піннінгу. При додаванні оксиду титану у матеріалі утворюється велика кількість оксиду магнію (до 25 мас.%), при цьому титан, як і у випадку додавання порошку металу, зв’язує гідроген. Крім формування включень, що містять оксиген, легуючі добавки також впливають на розподіл включень фаз вищих боридів — їх кількість збільшується, а розмір зменшується до значень, співставних з довжиною когерентності, так що значна їх частина може бути центрами піннінгу. Цей ефект є особливо помітним при додаванні титану (1050°C), але також спостерігається і в присутності карбіду кремнію. В результаті збільшення кількості центрів піннінгу внесення легуючих добавок дозволяє значно збільшити густину критичного струму. При 20 К (0 Тл) в результаті додавання 10% Ті густину критичного струму в зразках, одержаних в умовах високих тисків і температур (2 ГПа, 1050°C), вдалось підвищити від 4$\cdot10^{5}$ до 7$\cdot10^{5}$ А/см$^{2}$, а в результаті додавання 10% SiC — від 9$\cdot10^{5}$ до 13$\cdot10^{5}$ А/см$^{2}$.
Ключові слова: диборид магнію, масивні надпровідники, центри піннінгу, густина критичного струму, термобаричний синтез.
URL: http://mfint.imp.kiev.ua/ua/abstract/v41/i07/0863.html
PACS: 64.60.My, 64.70.K-, 64.75.g-, 74.25.Wx, 74.62.Bf, 74.62.Dh