Propriedades inter e intragranulares de amostras mesoscópicas de YBa2Cu3O7-δ preparadas por síntese química

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DATA DE PUBLICAÇÃO

2010

RESUMO

Neste trabalho estudamos de maneira sistemática a evolução das características morfológicas e das propriedades supercondutoras associadas às amostras de YBa2Cu3O7-_ (YBCO) produzidas pelo Método dos Precursores Poliméricos Modificado (MPPM). Visando obter amostras de YBCO na forma de pó que apresentasse a menor contribuição intergranular possível, estudamos por meio de micrografias de varredura, difratogramas e de medidas magnéticas, os efeitos da moagem, do tratamento ultrassônico, da pressão de pastilhamento, da influência dos agentes quelantes ácido cítrico, ácido tartárico e etilenodiaminatetraacético e da temperatura de calcinação, sobre a morfologia e as propriedades supercondutoras dessa classe de amostras. Desses estudos, pudemos comprovar que os pós possuem granulometria mesoscópica e são formados por partículas agregadas, difíceis de serem desagregadas sem a inserção de muitos defeitos. Medidas de suscetibilidade-ac em função da temperatura foram utilizadas para monitorar a evolução da linha, Hc wl(T), que delimita em um diagrama de fases magnéticas de campo por temperatura, H x T, a região acima da qual a amostra apresenta densidade de corrente crítica intergranular nula. Estudando os efeitos de temperaturas de calcinação inferiores a 900C, verificamos a possibilidade de monitorar as características intergranulares das amostras de YBCO na forma de pó. Acima dessa temperatura os agregados sofrem alta coalescência de forma que a componente intergranular da resposta magnética é totalmente suprimida. Com o objetivo de produzir amostras que apresentassem estreita distribuição de correntes críticas intergranulares, adotamos a rota de preparo que envolve o agente quelante ácido cítrico, pois dentre as amostras analisadas, foi a que apresentou a menor contribuição intergranular na resposta magnética. Devido à granulometria mesoscópica e à alta coalescência apresentada por esses pós, as sinterizações na faixa de temperaturas de 920C a 980C resultaram em pastilhas que apresentam alto grau de inomogeneidade associada à resposta magnética, impossibilitando a determinação da linha Hc wl(T). Preparando pastilhas prensadas com 1500 kgf/cm2, 3000 kgf/cm2, 6000 kgf/cm2 e sinterizadas na faixa de temperaturas de 870C a 900C, foi possível notar a ocorrência de vários fenômenos, tais como, uma transição supercondutora dupla, o Efeito Meissner Paramagnético (PME, Paramagnetic Meissner Effect em inglês) e a ocorrência de dois mínimos em curvas de magnetização versus campo magnético, M x H. Esses efeitos estão relacionados com as propriedades intergranulares, ficando mais evidentes em amostras supercondutoras granulares que apresentam distribuição estreita de corrente crítica intergranular. Devido à distribuição estreita de corrente crítica intergranular decorrente da similaridade das propriedades supercondutoras dos elos de ligação (WLs, Weak Links em inglês), tornou-se possível montar um diagrama de fases magnéticas contendo a linha Hc wl(T) dessas amostras, assim como a linha Hc1(T), que separa o estado Meissner do estado Misto. Ambas as linhas são propriedades extrínsecas das amostras, já que dependem dos procedimentos adotados no seu preparo. Associando a linha Hc wl(T) ao limite superior de supercondutividade da matriz intergranular e a linha Hc1(T) à fronteira do estado Meissner, verificamos a presença majoritária de duas classes de WLs, que podem ser modeladas como se fossem supercondutores tipo II. Os parâmetros de Ginzburg-Landau obtidos dessa modelagem são; _0 wl = 19,7 para a classe que apresenta Tc wl = 85,5 K e _1 wl = 238,2 para a classe que apresenta Tc wl = 51,4 K. Simulações de medidas de suscetibilidade-ac em função do campo de excitação, _ac x T, apresentaram bons ajustes para as medidas realizadas nas amostras na forma de pó, revelando que tais espécimes possuem larga distribuição de correntes críticas intergranulares. Para as pastilhas sinterizadas na faixa de 870C à 900C, as simulações de _ac x T se mostraram ineficientes, pois não levam em consideração a componente positiva do momento magnético associada ao fluxo aprisionado nas regiões intergranulares de amostras que exibem o PME.

ASSUNTO(S)

síntese química yba2cu3o7-δ fisica . 5 supercondutividade corrente crítica granularidade

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