Rubans Ag/Bi 2212 préparés par alternance de dépôts électrolytiques et de traitements thermiques^*

SRMP CEA Saclay, 91191 Gif-sur-Yvette Cedex, France

Auteur de correspondance : regnier@srmp12.saclay.cea.fr

Reçu : 13 Juin 1997
Révisé : 5 Septembre 1997
Accepté : 5 Novembre 1997
15 Février 1998

Résumé

Nous avons synthétisé par alternance de dépôts électrolytiques et de traitements thermiques des couches de Bi 2212 de d'épaisseur sur les deux faces de rubans d'argent de d'épaisseur. Grâce à une succession de fusions partielles, la composition moyenne de nos couches s'homogénéise bien que les précurseurs soient déposés de façon séquentielle. Comme dans le procédé classique connu sous le vocable "partial melt growth", nous fondons nos précurseurs mais vue leur faible épaisseur au lieu de les refroidir très lentement, nous ne les maintenons que brièvement dans l'état fondu, puis nous les trempons jusqu'à la température ambiante. Nous synthétisons alors la phase Bi 2212 sans repasser au-dessus de son point de fusion. Afin d'optimiser le procédé, nous avons caractérisé la microstructure de nos échantillons à chacune des étapes de leur élaboration. Nous présentons dans cet article la comparaison entre le procédé classique de fusion partielle et le nôtre, ainsi que la corrélation entre les traitements thermiques et les propriétés électriques. Au stade actuel de l'optimisation, nous préparons de façon reproductible des échantillons présentant une densité de courant critique de transport d'environ 30 000 A/cm² à 77 K et 300 000 A/cm² à 4,2 K, ce qui correspond à des courants de transport de respectivement 6,3 et 63 Ampères pour des échantillons de 3 mm de large, avec un rapport substrat sur supra de 7. Nous avons de plus vérifié que le courant critique était proportionnel à la largeur de l'échantillon, conduisant à un courant critique de 42 A à 77 K et 100 A à 63 K pour les échantillons les plus larges que nous ayons testés (20 mm).

Abstract

Ag/Bi 2212 tapes have been prepared by oxidation of 3.5 μm thick precusors deposited electrolytically in a sequential way on both sides of a 50 μm thick silver backing. As in the standard procedure known as "partial melting growth" our layers are partially melted, but because they are very thin they cannot be maintained in the melted state for more than a few minutes without de-wetting. Hence instead of cooling them slowly we quench them to room temperature after a short stay in the melted state and finally treat them just under the melting point of the Bi 2212. To optimize the process the microstructure of our samples was characterized at each stage of their preparation. Here down we start with a comparison between the standard procedure and our modified one. Next we present a correlation between the process and the microstructure from the one hand, and the microstructure and the electrical and magnetic properties from the other hand. At the present level of optimization, we produce on a regular basis samples which exhibit a critical current density of 30 000 A/cm² at 77 K and 300 000 A/cm² at 4.2 K. These values correspond to transport currents of respectively 6.3 and 63 A for specimens of 3 mm in width, with a substrate 7 times thicker than the 2 superconducting layers. Moreover, we have checked that the transport critical current is proportional to the width of the specimen, leading to 42 A at 77 K and 100 A at 63 K for specimens of 20 mm in width.