Sposoby syntezy oraz właściwości nadprzewodzące stopów Nb-Ti

Dyspersyjne umacnianie tlenkami (z ang. ODS) jest nowatorską metodą syntezy materiałów funkcjonalnych o unikatowych właściwościach. Charakteryzują się one doskonałymi parametrami mechanicznymi, wysoką stabilnością termiczną i chemiczną, a także dobrą odpornością na działanie promieniowania jonizującego.

Kilka lat temu badacze z Oxford University zaproponowali wykorzystanie koncepcji ODS do przygotowania nadprzewodnika Nb-Ti z 5% dodatkiem Y2O3. Uzyskany materiał charakteryzował się lepszymi parametrami nadprzewodzącymi od czystego stopu Nb-Ti.

Rysunek przestawia górne pole krytyczne w funkcji temperatury, wyznaczone dla nadprzewodzącego stopu Nb-Ti + ZrO₂, który został przygotowany za pomocą syntezy mechanicznej w młynie planetarnym sproszkowanego stopu Nb-Ti i mikrocząstek ZrO₂. Linie ciągłe i przerywane to symulowane krzywe WHH.

W niedawno opublikowanej pracy pt. Effect of Dispersed ZrO2 Particles on Microstructure Evolution and Superconducting Properties of Nb-Ti Alloy, Materials 17 (2024) 5946, której autorami są Rafał Idczak, Robert Konieczny, Wojciech Nowak, Wojciech Bartz i Michał Babij, autorzy opisują sposoby syntezy oraz właściwości nadprzewodzące stopów Nb-Ti, do objętości których zostały wprowadzone wyjątkowo stabilne cząstki tlenku cyrkonu (ZrO2). Syntezy tego materiału zostały wykonane na trzy różne sposoby wykorzystując metody spiekania mechanicznego oraz topienia w piecu łukowym.

Uzyskane wyniki wskazują, że optymalnym sposobem przygotowania jest synteza mechaniczna w młynie planetarnym sproszkowanego stopu Nb-Ti i mikrocząstek ZrO2. Uzyskany w ten sposób materiał charakteryzował się podobną temperaturą krytyczną oraz wyższym górnym polem krytycznym od czystego stopu Nb-Ti co zostało przedstawione na załączonym rysunku.