Single cristal growth of YBa2Cu3O7-ä superconductor the flux method using SnO2 crucibles. / Crescimento de monocristais supercondutores de YBa2Cu3O7-ä pelo método de fluxo em cadinhos de SnO2.

AUTOR(ES)
DATA DE PUBLICAÇÃO

1998

RESUMO

O método do fluxo tem se tornado uma das técnicas mais usadas, quando se trata de crescimento de monocristais supercondutores de YBa2Cu3O7-ä. A técnica processa o material no estado fundido e isto acarreta temperaturas nas quais reações podem acontecer. Na preparação de monocristais supercondutores da família Y-Ba-Cu-O, mais especificamente, YBa2Cu3O7-ä, é preciso de tempos prolongados para fundir o material nas temperaturas de crescimento, em algum recipiente (cadinho) que os tenha. Este cadinho deve ser resistente, ao ponto de conter o fundido (fluxo) a altas temperaturas e resistir a possíveis ataques químicos do próprio fluxo com o cadinho. Porém qual material suportaria a agressividade de um fluxo rico em BaO-CuO. Somente poderia ser um cadinho inerte ou pouco reativo às condições do fluxo em questão. São utilizados vários tipos de cadinhos para o crescimento dos monocristais de YBa2Cu3O7-ä (Y123, como também é conhecido este material). Alguns metais nobres, como a platina e o ouro; óxidos, como a alumina, o óxido de zircônio e outros, são atacados, corroídos, quando utilizados no processamento de materiais supercondutores. Trabalhos mais recentes demonstraram que cadinhos de zircônia-ítria são resistentes ao ataque do fluxo. Poucos autores utilizaram cadinhos de óxido de estanho para o crescimento de supercondutores de Y123, porém este tipo de cadinhos apresentaram problemas de densificação. Recentemente observou-se que o óxido de estanho (SnO2) pode densificar sem a formação de fase líquida (ponto suscetível ao ataque do fluxo rico em BaO-CuO). Esse material, o SnO2, densificou acima de 99,7% da densidade teórica quando sinterizado acima de 1300C. Foi, efetivamente, o escolhido para a fabricação de cadinhos por colagem de barbotina e para produzir monocristais supercondutores de YBa2Cu3O7-ä com baixa ou nenhuma contaminação do fluxo e dos monocristais. vi Numa primeira etapa do trabalho, demonstrou-se que o cadinho de SnO2 resiste à corrosão do fluxo com excesso de bário e cobre. Houve a formação de uma interface entre a parede do cadinho e o fluxo, identificada como "camada protetora" de estanato de bário (BaSnO3), após tratamento térmico a 1025C por 4, 17 e 24 horas. Acredita-se que esta fase formou-se pela reação entre o BaO e o SnO2. A espessura dessa camada aumentou com o incremento do tempo do tratamento (até 24 horas). Isto permitiu definir a resistência à corrosão do cadinho de SnO2, perante as condições agressivas do próprio fluxo. Procedeu-se, então, ao crescimento dos monocristais de Y123, segunda etapa desta dissertação. A preparação dos monocristais foi descrita, técnicas de análises por difração de raios-X (DRX) e microscopia eletrônica de varredura (MEV) com microanálises foram feitas em seções transversais dos cadinhos, para melhor detalhar o ocorrido com a interface de BaSnO3, formada entre o cadinho e o fluxo. Pôde-se avaliar a não contaminação dos monocristais pelo estanho e analisá-los a partir de medidas de magnetização vs. temperatura. O monocristal apresentou uma temperatura crítica (Tc) em torno de 90,5K com uma largura de transição (Tc) de, aproximadamente, 19,5K, antes de ser tratado com fluxo de oxigênio a 450C. Após 7 dias no tratamento, a Tc sofreu um aumento para 92K com um decréscimo da Tc para 4,5K. Os resultados demonstraram que os cadinhos de SnO2 são resistentes à corrosão do fluxo rico em BaO-CuO e apropriados para o crescimento de monocristais supercondutores de YBa2Cu3O7-ä sem impurezas advindas do próprio cadinho.

ASSUNTO(S)

engenharia de materiais e metalurgica crescimento supercondutores sno2 corrosão yba2cu3o7-8 monocristal

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