Výročná celoústavná konferencia ÚEF SAV, 10. decembra 2008

Laboratórium materiálovej fyziky

Ing. Pavel Diko, DrSc.Mgr. Mária Kaňuchová, PhD.Ing. Martina Šefčiková, PhD., materská dovolenka Ing. Katarína Zmorayová, PhD., materská dovolenka

Mgr. Vitalij Antal, doktorand EÚ, projekt NESPAIng. Dušan Šuster, doktorand LPP APVVMgr. Daniela Volochová, doktorand SAV, materská dovolenka

Mgr. Peter Kulík (zdielaný s LNAM)

Solupráca: RNDr. J. Kováč, CSc. (LNAM), RNDR. V. Kavečanský, CSc. (OFK)

Vedecký program LMF

REBCO monokryštalických masívne supravodiče

Rast YBCO kryštálov

Kryštálové defekty

Tvorba piningových centier

- nesupravodivé častice - chemické piningové centrá

Nové supravodiče

iron-based oxyarsenides (oxypnictides)

Gd0.8Th0.2FeAsO, Tc =56K

Riešené projekty

Medzinárodné

NESPA., NanoEngineered Superconductors for Power Aplications6-th Framework Program, Marie Currie Training Network, 2006/2010,

Domáce

APVV, Dizajn mikroštruktúry YBCO masívnych supravodičov2006/2009.

APVV LPP, Monokryštalické kompozitné YBCO supravodiče2006/2010.

VEGA 2/7052/27, YBCO supravodiče pre silnoprúdové aplikácie,2007/2009.

Centrum excelentnosti SAV NANOSMART, Centrum nanoštruktúrovaných materiálov, 2007/2009.

Publikácie v 2008CC1.P. Diko, X. Chaud, V. Antal, M. Kaňuchová, M. Šefčiková and J. Kováč, Elimination of oxygenation cracks in top-seeded melt-growth YBCO superconductors by high pressure oxygenation, Supercond. Sci. Technol. 21 (2008) 11508 (3pp).

2.P. Diko, M. Šefčıková, M. Kaňuchová, K. Zmorayová, Microstructure of YBCO bulk superconductors with CeO2 addition, Materials Science and Engineering B 151 (2008) 7–10.

3.M. Šefciková, P. Diko, B. Bozzo, X. Granados , X. Obradors, Influence of crystal plane on the welding quality of YBCO bulk superconductor, Materials Science and Engineering B 151 (2008) 107–110.

4.X. Chaud, T. Prikhna, Y. Savchuk, A. Joulain, E. Haanappel, P. Diko, L. Porcar, M. Soliman, Improved magnetic trapped field in thin-wall YBCO single-domain samples by high-pressure oxygen annealing, Materials Science and Engineering B 151 (2008) 53–59.

WOS, SCOPUS1.X Chaud, Y Savchuk, N Sergienko, T Prikhna and P Diko, High-pressure oxygenation of thin-wall YBCO single-domain samples, Journal of Physics: Conference Series 97 (2008) 012043.

1.P. Diko, M. Kaňuchová, X. Chaud, P. Odier, X Granados X. Obradors, Oxygenation mechanism of TSMG YBCO Bulk Superconductor, Journal of Physics: Conference Series 97 (2008) 012160.

2.O. Staller, D. Holzmann, G. Gritzner, P.l Diko, D.l Mikolaj, F. Kováč, Textured nickel tapes prepared from commercially available material, Cent. Eur. J. Chem. • 6(2) • 2008 • 135–139.

Prednášky na medzinárodných podujatiach

1.P. Diko, V. Antal, M. Kaňuchová, V. Kavečanský, Gritzner, J. Kováč „Pinning behaviour of Cu substitutions in YBCO TSMG bulk superconductors, prednáška na “International Conference on Superconductivity and Magnetism (ICSM 2008) 25-29 August 2008, Side-Antalya/TURKEY,

2.P. DIKO, X. CHAUD, V. ANTAL, M. KAŇUCHOVÁ, M. ŠEFČÍKOVÁ, J. KOVÁČElimination of Oxygenation Cracking in YBCO Bulk Superconductors, prednáška na 3rd International Conference Fractography of Advanced Ceramics, September 7 – 10, 2008, Stará Lesná.

3.M. Jirsa, M. Rames, M. Muralidhar, and P. Diko, Effect of Oxygenation on Magnetic Performance of (Nd,Eu,Gd)Ba2Cu3Oy Bulk with a lamellar Nanostructure, prednáška na “International Conference on Superconductivity and Magnetism (ICSM 2008) 25-29 August 2008, Side-Antalya/TURKEY,

4.V. Antal, M. Eisterer, H. Weber, P. Diko, X. Chaud, M. Kaňuchová, M. Šefčiková „Critical current density in Al-doped YBCO bulk superconductors“, NESPA Workshop, 2-4.10.2008 Rust, Austria.

Posterové príspevky1.M. Šefčiková, V. Antal, M. Kaňuchová, J. Kováč, P. Diko Microstructure and critical current density of YBCO bulk superconductors with CeO2 addition, 16-th Conference of Czech and Slovak Physicists, September 8-11, 2008, Hradec Králové.

2.Kaňuchová M., Antal V., Šefčíková M., Kováč J., Diko P., Pinning behavior of Ag substitution in YBCO TSMG bulk superconductor, 16-th Conference of Czech and Slovak Physicists, September 8-11, 2008, Hradec Králové.

Citácie v roku 2008 26 SCI citácií

Recenzie v roku 2008 Supercond. Sci. Technology, Journal of Physics: Conference Series, Key Engn. Mat. , VEGA

Pobyty na zahraničných pracoviskách:

V. ANTAL, 4 mesiace v ATI Viedeň (NESPA)

Krátkodobé tréningy v rámci NESPA: V. Antal, D. Volochová, IFW Dresden, ICAB Barcelona,

Iné pozitíva

P. Diko, Vedenie sekcie VII na 3rd International Conference Fractography of Advanced Ceramics September 7 – 10, 2008 Hotel Academia, Stará Lesná, Poprad, SLOVAK REPUBLIC.

P. Diko, člen kolégia SAV člen komisie č.7 VEGA

Popularizačné aktivityP. Diko, Tri prednášky v rámci Centra rozvoja vzdelávania „Progresívne materiály a technológie“ P. Diko, kapitola vo vydanom zborníku „MASÍVNE MONOKRYŠTALICKÉ YBCO SUPRAVODIČE PRE

SILNOPRÚDOVÉ APLIKÁCIE “M. Kaňuchová, prednáška v rámco DOD, Supravodiče pre praktické aplikácie.

Najlepší výsledok v roku 2007

 Rekordné 2,5 -né zvýšenie kritickej prúdovej hustoty v YBCO masívnom supravodiči elimináciou oxidačných trhlín vysokotlakou oxidáciou.  Spolupráca s CRETA CNRS Grenoble

Výsledok publikovaný:P.Diko, X. Chaud, V. Antal, M. Kaňuchová, M. Šefčíková and J. Kováč, Elimination of oxygenation cracks in top-seeded melt-growth YBCO superconductors by high pressure oxygenation, Supercond. Sci. Technol. 21 (2008) 11508 (3pp). Impact factor 2,56

Kryštálové defekty

Vyššie Jc pre TSMG vzorky bez trhlín v a/c-rovine

0 1 2 3 4 5 6 7-5,0x103

0,05,0x103

1,0x104

1,5x104

2,0x104

2,5x104

3,0x104

3,5x104

4,0x104

4,5x104

5,0x104

5,5x104

6,0x104

6,5x104

J c [A

/cm

2 ]

B [ T ]

a/b

c

YBa2(Cu1-xAgx)O7 (x=0.005)

Oxidácia:

A/ 400 ºC , kyslík (1bar)

B/ 760 °C pri 160 bar, postupne zvyšovaný parciálny tlak kyslíka (CRETA Grenoble)

A B

Kryštálové defekty

Redukcia prierezu a/c- trhlinami

M. Eisterer at al. SUST 2006, ATI Vienna

Typické l/d ≈ 0.5 Prierez ≈ 33%

Kryštálové defekty

Zmena Jc nie je spôsobenározdielnym piningom

20 40 60 80 100

20

40

60

80

100

-1108

-980,9

-854,3

-727,7

-601,1

-474,5

-347,9

-221,4

-94,77

10,00

{100} weld20 40 60 80

20

40

60

80

100

120

-440,0

-388,1

-336,2

-284,4

-232,5

-180,6

-128,7

-76,82

-24,94

18,00

{110} welda,b

a,b

211FZ

c

a,b

10 m

211FZ

10 m

c

a,b

Kryštálové defektyVplyv kryštálovej roviny zvaru

Spolupráca s ICMAB Barcelona

M. Šefciková, P. Diko, B. Bozzo, X. Granados , X. Obradors, Mat. Sci. Eng B 151 (2008) 107–110.

10 m10 m 30 mBaCeO3 Y2BaCuO5

Y2BaCuO5

d211

Ce difúzna zóna

d211 = 0.4 m d211 = 1.5 m

pôvodné rozhranie

3 wt % CeO2 CeO2 free

Tvorba piningových centier

Vplyv Ce na velkosť Y211 častícP. Diko, M. Šefčıková, M. Kaňuchová, K. Zmorayová, Mat. Sci. Eng.B 151 (2008) 7–10.

Mechanizmus potlačenia rastu 211 častíc

Častice rastú Ostwald-ovým mechanizmom – vyššia koncentrácia Y pri povrchu častice s menším polomerom r

C(r) = C(∞)e (α/r) Kelvin efekt

Lifshitz I, Slyozov V. J Phys Chem Solids 1961;19:35.

r3t – r3

0 ≈ D. C .t

D – difúzny koeficient Y; C – koncentrácia Y v tavenine; = energia 211/L rozhrania t – čas

Ce sa rozpúšťa v peritektickej tavenine (0.1 wt. %) – príliš malá koncentrácia na ovplyvnenie D resp. C.

Proces Ostwald-ovho rastu je spomalený znížením energie 211/Lm rozhrania

211Segregácia Ce na povrch 211

211 Y

211

211

Tvorba piningových centier

Tvorba chemických piningových centier

• Substitúcie v CuO2 rovinách a CuO reťazcoch v YBa2(Cu1-

xMx)3O7

M = Fe,Co,Ni,Zn,Ag,Al,Mn,Li,Ga, Mg

• Tvorba klastrov žíhaním v atmosfére s nízkym parciálnym tlakom kyslíka (PO)

• Kombinácie Cu substitúcií s Ba a Y substitúciami

• Precipitácia nanočastíc z presýteného tuhého roztoku

Tvorba piningových centier