Регистрация / Вход
Прислать материал

Разработка перспективных технологий получения высокотемпературных сверхпроводников (ВТСП) - материалов второго поколения.

Стадии проекта
Предложение принято
Конкурс завершен
Выполнение этапа проекта
Проект
02.435.11.2001
Продолжительность работ
2005 - 2006, 17 мес.
Бюджетные средства
10 млн
Внебюджетные средства
0 млн

Внедрение нанотехнологий в производство технических высокотемпературных сверхпроводников (ВТСП) нового поколения.

Соисполнители

Организация
АО "ВНИИНМ"

Этапы проекта

1
03.05.2005 - 30.06.2005
Анализ научно-технической литературы и других материалов, относящихся к разрабаты-ваемой теме. Обоснование принятого направ-ления исследований и способов решения поставленных задач.
Разработка технологии текстурирования Ni-сплавов различного состава. Конструирование и начало изготовления модуля газофазной эпитаксии. Наработка летучих компонентов для технологии MOCVD (МГУ).
Разработка методик измерения сверхпро-водящих свойств нанослоев на металлических лентах (РНЦ КИ).
Составление промежуточного отчета.
Развернуть
2
01.07.2005 - 09.12.2005
В ходе выполнения контракта:
- Показана возможность реализации острой кубической текстуры в Ni-Pd сплавах, в частности, в сплаве Ni-10 вес.% Pd и тройном сплаве Ni-Pd-W. Надежно установлена возможность получения острой кубической текстуры в сплаве Ni-15 вес. (5 ат.) % W. Установлено, что получение острой кубической текстуры возможно в тройных сплавах, кроме того тройные сплавы позволяют сочетать преимущества легирования отдельными компонентами (Pd и W), а также достигать значительного упрочнения сплава. Выработаны принципиальные рекомендации по улучшению морфологии поверхности лент, в частности, путем электролитической полировки.
- Разработана конструкторская документация на модуль газофазной эпитаксии. Проведены предварительные испытания и запуск в эксплуатацию модуля газофазной эпитаксии на движущейся ленте. Изготовлена серия экспериментальных образцов, используя модуль газофазной эпитаксии на движущейся ленте. Обнаружено сильное положительное влияние сегрегации (по всей видимости атомов серы) на образование текстуры слоя MgO. Дальнейшее развитие сегрегационных процессов, затрагивающих в частности, примеси вольфрама, по-видимому, может привести и к обратным эффектам, т.е. к потере текстурированного состояния и к поверхностному окислению вольфрамовой компоненты сплава.
- Получены пленки YBCO с применением порошкового импульсного питателя, разработанного в ходе выполнения данного проекта, в реакторе при парциальном давлении кислорода 0.25-1 мбар в условиях непрерывной протяжки ленты. 2,2,6,6-тетраметилгептан-3,5-дионаты (дипивалоилметанаты) Ba, Y и Cu, полученные на первом этапе выполнения проекта, использовались в качестве исходных летучих соединений. Осаждения проводились на ленточные образцы с различными буферными системами (ленты получены в настоящем проекте).
- Разработаны вольт-полевая и вольт-температурная методики измерения сверхпроводящих свойств нанослоев на металлических лентах в магнитном поле для исследования экспериментальных образцов.
Развернуть
3
01.01.2006 - 30.06.2006
Проведена разработка технологии MOCVD буферных и сверхпроводящих слоев.
Определены оптимальные условия роста буферных слоев на основе манганита лантана: (La,Sr)MnO3¬: температура осаждения 800-830°C, p(O2) = 10-17 – 10-14 атм., толщина буфера 20-40 нм, скорость движения ленты 1 м/ч, подложка: текстурированная лента Ni95W5. На основе проведенных исследований можно утверждать, что оптимальными для получения пленок YBCO являются следующие условия: температура осаждения 820оС, парциальное давление кислорода 1.7 мбар, общее давление 10 мбар. Завершена оптимизация составов и условий получения текстурированных металлических лент по результатам газофазной эпитаксии на них буферных нанослоев. Разработан технологический регламент. Получены ленты-субстраты на основе сплавов никеля, не обладающих ферромагнетными свойствами при температуре 77К: Ni+13.5Cr, Ni+11.0 Cr, Ni+10.1 V, Ni-7 вес.%Cr-8 вес.%W и Ni-8 вес.%Cr-7вес.%W. Для первых трех из этих сплавов в результате рекристаллизационного отжига получена биаксиальная текстура высокого качества с углом качания текстурного максимума 5- 9. Получены заготовки для изготовления биаксиально текстурированных лент большой длины (более 10 м). Исследована область стабильности к окислению сплавов Ni+4.8%W и Ni+6%Pd. Проведено детальное исследование процессов сегрегации микропримесей на поверхности лент. Установлено, что для эпитаксиального роста буферного слоя необходимо наличие на поверхности ленты сверхструктуры сегрегировавших атомов серы (поверхностная концентрация около 25%).Измерены критические параметры сверхпроводимости на экспериментальных образцах с буферным слоем MgO. Эпитаксиальные пленки YBCO обладали критическими характеристиками Tc = 83K и jc(77K,0 Tл)= 3*105А/см2.Завершена разработка многофункционального измерительного комплекса. Отработана методика измерения вольт-амперных характеристик экспериментальных образцов во внешнем магнитном поле различного направления.
Развернуть
4
01.07.2006 - 31.10.2006
- разработаны и изготовлены металлические ленты длиной до 10 м с оптимизированными текстурными и поверхностно-морфологическими показателями;
- реализовано нанесение методом МОCVD буферных и сверхпроводящих слоев на длинномерные ленты;
- разработаны технологические регламенты по производству лент, нанесению нанослоев на длинномерные ленты и методики тестовых испытаний;
- проведено измерение электродинамических параметров экспериментальных сверхпроводящих материалов;
- определены наиболее актуальные области применения полученных сверхпроводящих изделий;
- разработано ТЗ на опытно-технологические и конструкторские работы;
- составлен и оформлен итоговый отчет.
Развернуть

Программа

Программа "Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития науки и техники" на 2002-2006 годы

Программное мероприятие

1.3 Прикладные разработки в рамках системы приоритетных направлений
Продолжительность работ
2008 - 2009, 15 мес.
Бюджетные средства
20 млн
Организация
ФИАН
профинансировано
Продолжительность работ
2010 - 2012, 30 мес.
Бюджетные средства
2,7 млн
Организация
МИЭТ
профинансировано
Тема
Новые высокотемпературные сверхпроводники.
Продолжительность работ
2008 - 2009, 15 мес.
Бюджетные средства
20 млн
Количество заявок
2
Тема
Разработка и экспериментальная апробация технических решений для создания ограничителей тока короткого замыкания на основе высокотемпературных сверхпроводников второго поколения для высоковольтных сетей переменного напряжения.
Продолжительность работ
2017 - 2019, 26 мес.
Бюджетные средства
225 млн
Количество заявок
1
Тема
Разработка приемников и перестраиваемых фильтров на основе высокотемпературных сверхпроводников.
Продолжительность работ
2005 - 2006, 23 мес.
Бюджетные средства
6 млн
Количество заявок
2
Тема
Квантовые фазовые переходы в двумерном электронном газе и в высокотемпературных сверхпроводниках.
Продолжительность работ
2008, 3 мес.
Бюджетные средства
1,2 млн
Количество заявок
1
Тема
Разработка технологий получения длинномерной металлической основы и нанесения наноструктурированных высокотемпературных сверхпроводников для электропередающих и электропотребляющих устройств, медицины и научного приборостроения.
Продолжительность работ
2011 - 2013, 28 мес.
Бюджетные средства
289,43 млн
Количество заявок
3