Obtención de monodominios de YBCO mediante el proceso TSMG

Abstract

Los materiales cerámicos superconductores de alta temperatura (High Temperature Superconductors, HTS) son capaces de transportar densidades electrónicas (Jc) del orden de 106 A/cm2 y ser capaces de generar campos magnéticos muy por encima del límite máximo de 1,5 T de las aleaciones metálicas de hierro. El problema es que estas propiedades dependen fuertemente de su microestructura. El método Top Seeded Melt Growth (TSMG) es uno de los principales métodos que permite obtener una microestructura adecuada. Los tratamientos térmicos (TT) que se aplican pueden llegar a durar días y la información que se obtiene deriva únicamente de la forma de la pieza final obtenida. El presente proyecto final de carrera (PFC) tiene como principal objetivo reacondicionar un horno de alta temperatura en desuso y readaptarlo con un sistema de captación por vídeo para la visualización del proceso TSMG in-situ para la obtención de monodominios de HTS, en concreto de Y1Ba2Cu3O7-δ (Y123, YBCO). La visualización in-situ permite, al observar todo el proceso, detectar los problemas y determinar en un menor tiempo los parámetros óptimos de procesado. Se ha sintetizado el composite de Nd1Ba2Cu3O7-δ (Nd123, NdBCO) mediante el método de atrapamiento catiónico con alcohol polivinílico o síntesis por PVA y se ha usado el proceso Bridgman para la obtención de semillas de NdBCO. Las piezas másicas de YBCO obtenidas mediante el proceso TSMG se han obtenido usando semillas de MgO y no de NdBCO ya que las semillas obtenidas no eran de calidad. Tanto el composite inicial de NdBCO preparado mediante el proceso PVA, como las barras obtenidas mediante el proceso Bridgman, así como las piezas másicas obtenidas mediante el proceso TSMG, han sido caracterizadas mediante diversas técnicas. De la observación de los vídeos obtenidos se ha a podido determinar los parámetros óptimos, comprobar cómo, en la mayoría de los casos, los monodominios formados debajo de la semilla de MgO estaban girados 45º respecto del eje de la semilla y cómo su forma era rectangular y no cuadrada (ambos aspectos esperables cuando se usan semillas de MgO). Además, se ha observado la existencia de algún problema con las semillas de MgO, ya que no se ha conseguido obtener sectores de crecimiento tipo a (a-Growth Sector, a-GS), únicamente c-GS.