Mecanismos de crecimiento y desarrollo microestructural de cerámicas superconductoras texturadas

• Autores: Ana Esther Carrillo Fernández
• Directores de la Tesis: Xavier Obradors Berenguer (dir. tes.), Teresa Puig i Molina (dir. tes.), J. Francesc Piniella (tut. tes.)
• Lectura: En la Universitat Autònoma de Barcelona ( España ) en 2016
• Idioma: español
• Tribunal Calificador de la Tesis: Francesc Díaz i González (presid.), Felip Sandiumenge Ortiz (secret.), Luis Alberto Angurel Lambán (voc.)
• Materias:
  • Física
    • Física del estado sólido
      • Crecimiento de cristales
      • Superconductores
  • Química
    • Química inorgánica
      • Tierras raras
• Enlaces
  • Tesis en acceso abierto en:  TESEO  TDX  DDD 
• Resumen

  • Este trabajo se ha enfocado hacia la obtención, optimización, estudio y caracterización microestructural de cerámicas superconductoras texturadas másicas de REBCO siendo RE; Y, Tm y Xenotima*, así como sus soldaduras. La técnica de crecimiento cristalino empleada ha sido la de solidificación direccional inducida por semilla, Top Seeding Melt Textured Growth (TSMTG). Con el objetivo de mejorar las propiedades microestructurales, físicas y mecánicas se han optimizado las diferentes variables en el crecimiento y la composición por medio del uso de aditivos secundarios (Y211, óxidos de Zr: BaZrO3 y YBa2ZrO5,5, RE, Ag, CeO2). Se han establecido diferentes modelos de crecimiento para muestras texturadas (TSMTG), ya que se ha producido una modificación en los mecanismos de crecimiento generada principalmente por los aditivos secundarios. Por un lado se han producido espectaculares procesos de arrastre/atrapamiento de partículas en los monodominios superconductores generados por la presencia de óxidos de Zr. Hecho que ha permitido obtener novedosas muestras de referencia (monodominios texturados maclados superconductores de YBCO libres de inclusiones de Y211 y de características comparables a un monocristal). Por medio de la adición de Ag a los materiales TSMTG con óxidos de Zr se han mejorado las propiedades mecánicas y superconductoras de estas muestras de referencia, al disminuir la densidad y propagación de grietas. De nuevo se ha obtenido una nueva muestra de referencia con inclusiones de partículas de Ag con una morfología elongada casi cilíndrica pero libre de inclusiones (Y211 y óxidos de Zr). Por otro lado se ha producido una espectacular redistribución iónica entre partículas atrapadas y la matriz superconductora en muestras REBCO texturado siendo RE: Tm y Xenotima. Generándose, de nuevo, novedosas muestras de referencia. Finalmente debido a la demanda de materiales texturados monodominio de grandes dimensiones y geometrías diversas que tengan una densidad de corriente crítica (Jc) elevada, buenas propiedades superconductoras y también mecánicas se han realizado innovadores procesos de uniones superconductoras complejas utilizando compuestos (TmBCO, compuestos de plata (YBCO/Ag (TSMTG) e YBCO/AG policristalino) como agentes soldantes puesto que su punto de fusión es inferior al del material REBCO. Ello ha permitido establecer un nuevo proceso de soldadura que permite obtener morfologías complejas. *Xenotima es una mezcla natural de tierras raras obtenida de Brasil. El contenido típico de esta mezcla natural es (% mol): 54% Y2O3, 14% Yb2O3, 11% Lu2O3, 10% Re2O3, 7% Dy2O3, 2% Tm2O3, 2% Ho2O3.