Вищі бориди та оксигеновмісні включення як можливі центри піннінгу в надпровідних матеріалах на основі MgB2
А. В. Козирєв1, Т. О. Пріхна1, П. П. Барвіцький1, А. В. Шатернік1, В. Є. Шатернік2
1Інститут надтвердих матеріалів ім. В. М. Бакуля НАН України, вул. Автозаводська, 2, 04074 Київ, Україна
2Інститут 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 MgB2, 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⋅105 до 7⋅105 А/см2, а в результаті додавання 10% SiC — від 9⋅105 до 13⋅105 А/см2.
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