Brevet FR2620574A1 — publié le 19890317

Matériau supracondueteur L'invention concerne un matériau supraconducteur présen- tant une transition supraconductrice abrupte. Une des propriétés des matériaux supraconducteurs est la variation de leur résistance électrique lorsqu'on fait décroître la température. Actuellement, les études en cours visent à obte- nir des matériaux qui deviennent supraconducteurs à des tempé- ratures de plus en plus élevées et qui tendent vers la tempéra- ture ambiante. La transition résistive ou largeur de la transition caracté- rise la différence entre l'état de la température "ONSET" à la- quelle le matériau commence à s'écarter de l'état à haute tempéra- ture et l'état à la température à laquelle le matériau possède une résistance quasiment nulle. Il est à souligner qu'il est inté- ressant que cette transition résistive soit la plus abrupte possi- ble c'est-à-dire que la largeur de transition soit la plus faible possible. L'invention fournit un matériau répondant à cette exi- gence. L'invention concerne un matériau supraconducteur caracté- risé en ce qu'il est constitué essentiellement par un oxyde fluoré de baryum, de calcium et de cuivre. L'invention concerne également un procédé de réalisation d'un matériau supraconducteur selon la revendication 1, caracté- risé en ce qu'il comporte les étapes suivantes: - mélange de poudres de carbonate de calcium (Ca CO3), de carbonate de baryum (Ba CO3), de fluorure de baryum (Ba F2) et d'oxyde de cuivre (CuO); - compactage sous pression de la poudre;- - frittage sous oxygène. Les différents objets et caractéristiques de l'invention apparaîtront plus clairement dans la description qui va suivre faite à titre d'exemple en se reportant à la figure annexée qui représente une courbe mettant en évidence la transition résistive du matériau selon l'invention. Le matériau selon l'invention est constitué d'oxydes métal- liques ne contenant pas de terre rare. Il se différencie ainsi nettement des matériaux supraconducteurs. connus par le fait qu'il ne contient pas de terre rare et notamment ni Lanthane, ni Yttrium. Plus précisément les matériaux de l'invention possèdent une composition en moles du type Ba2 Ca Cu3 07-x Fy Dans cette composition, les paramètres x et y ont des valeurs comprises entre 0 et 1. Des mesures effectuées sur de tels matériaux ont permis de mettre en évidence la transition abrupte de passage à l'état supraconducteur du matériau sur la caractéristique de résistance en fonction de la température. Sur la figure annexée on trouve la courbe représentative de la variation de la résistance exprimée en ohm en fonction de la température exprimée en degrés Kelvin. Aux très faibles va- leurs de résistances, c'est-à-dire à très faible température, les valeurs des résistances difficiles à mesurer ont été représen- tées en pointillés. La transition résistive nettement abrupte présente un intérêt pour l'utilisation. Dans les matériaux connus la tempéra- ture de transition Tc appelée température critique est difficile à situer entre la température "ONSET", située à la partie supé- rieure de la transition sur la caractéristique résistance/tempéra- ture, et la température "OFFSET" à laquelle le matériau est réellement à l'état supraconducteur. Par contre le matériau selon l'invention présente une transition brutale. Les températu- res d'ONSET et d'OFFSET diffèrent peu et la température criti- que est située à' une température que très légèrement plus faible que la température "ONSET". C'est ainsi que par exemple, la température d'ONSET a été trouvée égale à 100 K et la tempéra- ture d'OFFSET à 97 K. La caractéristique de la figure annexée a été réalisée avec un échantillon placé dans un eryostat. Les valeurs ont été - mesurées en quatre points en utilisant un nanovoltomètre et un générateur de courant de mesure. Les matériaux de l'invention trouveront une application préférentielle dans la fabrication des dispositifs électrotechni- ques (aimant supraconducteur, conducteur électrique) et en électronique tels que dans les composants utilisant l'effet Josephson, guides d'ondes, les cavités résonnantes. L'invention prévoit de réaliser le matériau supraconducteur ainsi décrit à partir de - carbonate de calcium - carbonate de baryum - fluorure de baryum - oxyde de cuivre. Les différentes étapes du procédé de réalisation selon l'invention sont les suivantes: - pesée des matières premières qui sont le carbonate de calcium (Ca CO3), le carbonate de baryum (Ba CO3), le fluorure de baryum BaF2 et l'oxyde de cuivre (CuO). - mélange dans une pulvérisette dans les proportions suivantes 1,2132 grammes de Ba F2 t 4,1062 grammes de Ba CO3 25. 1,4473 grammes de Ca CO3 3,3060 grammes de CuO cc d'alcool éthylique ou de liquide volatile, durée 30 minutes. - séchage - tamisage 400 microns, - compactage de la poudre 2T/cm2 dans un moule en acier de diamètre 18mm. - frittage sous oxygène montée à 100 C/h, 35. palier à 500 C pendant 4h, descente à 100 C/h, Il est bien évident que la description qui précède n'a été faite qu'à titre d'exemple non limitatif. D'autres variantes peuvent être envisagées sans sortir du cadre de l'invention. Les exemples numériques et les produits employés dans la réalisation du matériau selon l'invention n'ont été fournis que pour illustrer la description. REVENDICATIONS 1. Matériau supraconducteur caractérisé en ce qu'il est constitué essentiellement par un oxyde fluoré de baryum, de calcium et de cuivre. 2. Matériau supraconducteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que sa composition est du type Ba2 Ca Cu3 O7_xFy les valeurs de x et y étant comprises entre O et 1. 3. Procédé de réalisation d'un matériau supraconducteur selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes: mélange de poudres de carbonate de calcium (Ca C03), de carbonate de baryum (Ba CO3), de fluorure de baryum (Ba F2) et d'oxyde de cuivre (CuO); - compactage sous pression de la poudre - frittage sous oxygène. 4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que le mélange des différentes poudres de carbonates et d'oxyde est réalisé dans un liquide volatile et qu'un séchage de la pou- dre est réalisé après le mélange et avant le chamottage. 5. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'étape de compactage est précédée d'une étape de tamisage. 6. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'étape de frittage se fait selon un cycle de températures pouvant atteindre 1200 C.