Síntese dos supercondutores Y123 e Y358 pelo método dos precursores poliméricos modificado utilizando fornos convencionais e de micro-ondas

Abstract

Do ponto de vista energético e de sustentabilidade, o estudo de materiais supercondutores se torna atraente pelo fato de possuírem resistividade elétrica nula. Dentre tais materiais, os mais adequados para aplicações como transporte eletrônico, limitadores de corrente entre outros, são os cerâmicos. Os supercondutores cerâmicos se destacam pelo fato de possuírem temperaturas críticas acima da temperatura do nitrogênio líquido, deixando assim, o processo de resfriamento mais viável economicamente. Em geral, a supercondutividade desses materiais reside nos planos de CuO. Dessa forma, pode-se supor que suas propriedades, tais como Tc e Jc, melhorarão com o aumento do número desses planos. Neste ínterim, no presente trabalho foram estudadas amostras de YBa2Cu3O7− X e Y3Ba5Cu8O18 sintetizadas pelo Método de Precursores Poliméricos Modificados e tratadas termicamente em diferentes temperaturas usando tanto forno convencional quanto forno de micro-ondas. O uso deste último se deve a dois motivos principais: (i) tentativa de diminuir o tempo de síntese e, consequentemente, o gasto com energia elétrica e (ii) o fato de que o CuO ser um excelente absorvedor de radiação de micro-ondas, o que provoca um aquecimento interno do material. Posteriormente, as amostras foram caracterizadas por DRX, MEV/EDX, TGA e transporte elétrico. Por tais resultados podemos concluir que o uso do forno de micro-ondas nos processos de calcinação é adequado, mas que as altas taxas de aquecimento e diminuto tempo de sinterização podem comprometer a formação da fase desejada.

In the energetic and sustainability point of view, the superconductors are atractive materials mainly due to the fact that their resistivity is zero. The most adequate materials for applications in electronic transport, fault current limiters and so on are ceramic ones. They present critical temperatures above to that of the liquid nitrogen, which makes the cooling process much more reliable economically speaking. In general, is believed that the superconductivity resides on the CuO planes then, we can think that if the number of such planes were increased some of the properties of the material, as Tc and Jc, will increase too. In this interim, in the present work we produced samples of Y Ba2Cu3O7−X and Y3Ba5Cu8O18 following the Modified Polymeric Precursors method. They were heat treated at several temperatures using a conventional furnace and a domestic microwave oven. This last one was used due to two main reasons: (i) the decrease of the time of the calcination processes and, consequently, avoiding the electrical energy consumption and (ii) the fact that the CuO is an excelent microwave absorber assisting the internal heating of the material. The samples were characterized by XRD, SEM/DEX, TGA and electrical transport. With the results we can conclude that the microwave oven is suitable for calcination processes. However, due to the great heat rate and very small time for the sinterization process, the desired superconducting phase could not be formed.