科学:超导体温热化学微调

日期:2017-10-13 04:24:14 作者:范咪 阅读:

作者:JOHN EMSLEY国际化学家团队制造了一种迄今为止记录的最高临界温度的陶瓷氧化物超导体:-145°C临界温度是超导体获得可测量的电阻的温度一年前,伯明翰大学的Peter Edwards和剑桥大学的Ru-Shi Liu报道了制作一种材料,其临界温度可以通过稍微改变其成分来“微调”研究人员使用铊 - 锶 - 钙铜氧化物系统(New Scientist,Science,1990年10月20日)获得了-165°C的峰值临界温度现在爱德华兹和刘将注意力转向铊 - 钡 - 钙 - 铜氧化物系统研究人员通常将其称为Tl-2223,因为其化学组成近似于式Tl2Ba2Ca2Cu3Ox 1988年,研究人员报告该材料的临界温度为-148°C但是Tl-2223表现不可预测,研究人员报告的临界温度通常是不可重复的下哈特新西兰科学与工业研究部的Edwards,Liu和Jeffry Tallon现在已经发现了原因材料中的孔数控制其超导性通过精心控制的三阶段过程(Physica,vol C182,第110页),化学家们已经能够达到始终如一的高临界温度 - 比原先报告的温度高几度在第一步中,Edwards和他的同事们对混合氧化物进行了微调,以达到最高的临界温度这涉及改变氧化铊(III)(Tl2O3),过氧化钡(BaO2),氧化钙(CaO)和氧化铜(CuO)的比例化学家将混合物精细研磨并施加5吨/平方厘米的压力将其压成颗粒,然后将其包裹在金箔中并在910℃的氧气氛中加热3小时对于具有组成Tl1.6Ba2.4Cu3Ox的材料,它们达到-151℃的临界温度在发现最佳成分后,研究人员继续进行第二步:加热陶瓷以确保其含有单相这涉及将样品的温度降低至750℃并保持10天临界温度升至-148°C在第三步也是最后一步,化学家在低压(10巴)下在氧气中重新加热陶瓷今年早些时候,Edwards和Liu以及卡昂大学的Bernard Raveau报告说,氧气处理可以使铅铜陶瓷氧化物在-231°C的临界温度下超导(Physica,vol C177,p 461)通过将该方法应用于Tl-2223,在2巴氧气和20巴氮气的压力下,它们能够将临界温度升高至-145℃,这是迄今为止记录的最高温度然而,过多的氧气会降低临界温度爱德华兹和他的同事发现陶瓷在加热时损失了约5%的重量,他们认为这是由于铊离子(Tl 3+)的损失这在材料中产生阳离子“孔”,