Den stora tråden om YBCO

Just nu håller jag på med sintringen (har 2 tabletter som ligger i en ugn över helgen) och på måndag är det dags för syrebehandlingen. Frågan var om det fanns någon "fara" med att behandla provet så i mer än 6 timmar (enligt receptet i "supraledning" av Östen Rapp). Men jag hann fått ett uttömmande svar från Östen Rapp om att det inte var någon fara, utan precis som sintringen så blir det bara en effektivare process.

Så istället tar jag en fråga av helt annan natur. En del av mitt projektarbete är att bestämma värmekapaciteten för YBCO, min handledare sa att det bara var att värma upp det (till 200°C) och slänga ner i vatten för att bestämma det. Dock är jag lite skeptisk om det är så lämpligt att göra så, jag har en känsla av att provet skulle "gå sönder" då. Vad säger ni?

Edit: Värt att tillägas är att "jag" också gjorde en röntgendiffraktion på lite rester från den andra mortlingen, på måndag skall resultatet analyseras.

Kan bara säga att jag drömde om att tillverka YBCO förrut.
Men inte längre! Nu har jag en liten fin bit.
Problemet för mig är bara det att jag inte har lyckats få tag på flytande kväve. Air liquide, AGA GAS osv säljer inte till privatpersoner!

För de som inte vet så är YttriumBariumKopparOxid en supraledare. Den svävar över magneter i nerkylt tillstånd.

EDIT: En liten fråga bara, läste lite på internet och där stod det att YBCO bröts ner i syre! Gör den det?

Hurra för supraledare! Fler åt folket!

Hur mycket måste den kylas ned? Jag har för mig att det var kring -100 C men det var ett bra tag sedan jag läste FTF och liknande senast.

90K (Celsius) om inte syreinnehållet är för lågt säger evolute iallafall.

Ca 92-93 K för en kristall med optimalt syreinnehåll.


Det är ju ingen särskilt noggrann metod. För det första måste du ha ganska liten vattenmängd för att se temperaturförändringen tydligt och sedan måste du bestämma dig för när jämvikt inträffat och då har rimligtvis ganska mycket värme avgivits till omgivningen. Se till att använda en isolerande vattenkopp (styrofoam). Dessutom får du ju då värmekapaciteten som ett slags medelvärde mellan 200 C och jämviktstemperaturen. Över Debye-temperaturen så är värmekapaciteten ungefärligt konstant och får YBCO tror jag denna ligger på ca 390 K. Ditt värde blir alltså inte giltigt i hela intervallet men felet blir inte bli mer än ca 10 % p g a detta. Mätproblematiken kan dock göra felet större. Titta på Debye-modellen om du vill veta hur ungefär hur värmekapaciteten bör bete sig vid rumstemperatur och uppåt för YBCO.

Dessutom är värmekapaciteten för YBCO inte så jätteintressant vid höga temperaturer. Helst vill man ned till den supraledande övergången då vi har en diskontinuitet i värmekapaciteten p g a fasövergången.

Jag är inte så säker på att provet går sönder. Däremot kan det kanske koka bort vatten och det är inte lämpligt. Jag skulle hellre ta vatten vid rumstemperatur och ett prov närmare 100 C.

Vad pratar du om? De säljer till privatpersoner, man behöver ingen licens eller någonting. Det är inte speciellt dyrt heller även om man lånar en termos av dem. Är man ung kan man dessutom säga att det är till ett projektarbete i skolan så kommer de, om de är snälla, ge dig några liter gratis.

För att slänga in lite innehåll i tråden lägger jag upp 2 bilder från (pulver)röntgendiffraktionen av mitt prov. Detta var efter att provet legat i ugnen i ca 20 timmar och sedan mortlats ner till pulver igen. sedan dess har det spenderat helgen i ugnen och idag kopplades syret in.

Resultatet för provet

Och här med med referensspektrat liggandes över det

Vad är det för enhet på x-axeln?

Gäller fortfarande tummregeln att flytande syre kostar ungefär som mjölk och flytande helium som whiskey?

Tänkte du räkna ut gitterparametrarna från mätningen? Kommer du använda Nelson-Riley för att öka noggrannheten?


2θ (i grader) - alltså 2 gånger Braggvinkeln.

Idag var jag och hämtade mina 2 YBCO-bitar. För att kolla om de fungerade så testade vi meissnereffekten i en simpel uppställning. En liten glasskål, en magnet från en whiteboard tavla (och en liten skitmagnet som jag råkade ha i min bakficka ) och lite kväve som någon hade stående.

Efter lite trixande så misslyckades vi med att få magneten eller provet att sväva, den gled av istället. Lite förvirrad över detta så övergick vi till röntgendiffraktionen.

Nu när jag kommit hem så tog jag och kollade upp meissnereffekten på wikipedia och i bildtexten stod det att det var en "powerful Rare-earth magnet". Jag antar att vårt försök misslyckades eftersom magneterna var för svaga så att "vortexarna" som bildades i provet var för få för att kunna hålla fast provet?



Från början hade jag inte tänkt det, men efter dagens besök har jag tänkt göra det. När jag frågade min "assistent" om gitterparameter så gick han igenom det och braggs lag lite snabbt. Dessutom så fick datorn räkna ut värdena, vilka skiljde sig 0,03 ångström på en av axlarna (kommer inte ihåg de andra) från databasvärdet om jag inte minns fel.

Nelson riley hade han ingen aning om vem/vad det var för något.

En vanligt ferritmagnet svävar, men kanske inte så högt. Järn- eller sällsynt jordartsmetallmagnet fungerar bättre.

Magneten eller supraledare bör vara utformade så att den erbjuder sig en "skål" för den andra att lägga sig i. Det fungerar även utan men stabiliteten blir sämre. Typiskt är att ta en ringformad magnet, kyla ned en liten bit supraledare, och sedan lägga den på ringen. Ännu bättre är det om man gör en ringformad supraledare som man kan hålla konstant kyld och sedan lägga magneten i den.

Jag skulle leta efter en ringformad rare-earth-magnet eller en cirkulär skiva i samma material. För att få den att sitta på plats så "trycker" du ned YBCO-biten när det börjar ta emot. Då låses vortexarna fast... typ. Antagligen måste du ta en mindre YBCO-bit om den du har är större än säg 2-3 mm.


Visade han "bara" Braggs lag på formen 2*d*sin theta = n*lambda, eller det kompletta sambandet mellan vinkel och Miller-index. Vet du vad Miller-index är? Dessa används för att indexera topparna: "det här är YBCO-(011)".

I dina mätningar finns oundvikligen flera felkällor. Man kan visas att flera av dessa är vinkelberoende och att de blir mindre och mindre ju närmare theta = 90 grader man kommer. Nelson-Riley är en funktion av theta som används eftersom en plot av gitterparameter mot NR oftast ger en rät linje som är lätt att extrapolera mot NR = 0 (theta = 90). Det "sanna" värdet på gitterparameterna ges därför av värdet vid NR = 0.

NR = cos^2 theta * (1/(sin theta) + 1/(theta)) (theta radianer förstås).

Pröva själv. Jag kan ge lite mer exakta instruktioner om du vill. Dina lärare gillar säkert detta.