Síntese de supercondutores cerâmicos à base de bismuto produzidos pelo método Pechini associado ao processo de hidrotermalização assistido por micro-ondas

Abstract

As rotas de síntese dos cupratos supercondutores buscam por melhorias em suas propriedades como a obtenção de fases únicas, grãos homogêneos e melhor conectados o que, consequentemente, interfere no aumento da capacidade de transporte de corrente elétrica. Neste trabalho foi estudada a síntese do óxido supercondutor do sistema Bi:Sr:Ca:Cu:O na fase 2212 (BSCCO-2212) que apresenta temperatura crítica em torno de 85 K. Para a síntese desse material, foi utilizada uma variação do método dos precursores poliméricos desenvolvido por Pechini e, em uma segunda rota, foi adicionada, a este método, uma etapa na qual se aplicou o método de hidrotermalização assistida por energia de micro-ondas. Neste último, o material é aquecido de dentro para fora e, devido à interação das micro-ondas com a solução, a temperatura do sistema aumenta rapidamente, influenciando diretamente na velocidade da síntese. Em contraste, no aquecimento convencional, o material é aquecido, primeiramente, na superfície e, só então, ocorre a transferência de calor para o interior do sistema. Os pós resultantes dos dois métodos de síntese ora descritos foram tratados termicamente e, então, prensados para se obter pastilhas. Na sequência, foram feitas caracterizações estruturais, elétricas e magnéticas no intuito de se estudar a influência de cada método sobre as propriedades dos materiais sintetizados.

The synthesis routes of superconducting cuprates seek for the improvement of the proprieties of these materials such as the achievement of pure superconducting phases, homogeneity of the grains, better connectivity between the grains and the increase of the transport current. In this study we synthesized oxide superconductors of the Bi:Sr:Ca:Cu:O system focusing on the 2212 phase (BSCCO-2212) for which the Tc lies on around 85 K. For the productions of this material, it was used two synthesis routes. In one of them it was followed only the polymeric precursor method developed by Pechini and, in the second route, the Microwave-Assisted Hydrothermal method was associated with the Pechini one. For this method the heat of the material is from inside out, i.e., the temperature of the system is increased very fast and, consequently, the velocity of synthesis is increased. In conventional heat treatment the material is heated, firstly, at the surface and then the heat is transferred to the interior of the system. The powders of the materials, which were obtained from the described methods, were heat treated and thus, pressed. After that, structural, electrical and magnetic characterizations were carried out to study the influence of each synthesis method on the properties of the produced superconductors.