Si
declina ogni responsabilità di possibili danni a persone o cose
dovute alla messa in pratica del procedimento sotto descritto.
L'esperienza sotto riportata è un po' particolare, in qunato
si tratta della sintesi di un superconduttore ad alta temperatura.
Il materiale in questione è il rameato di yttrio bario (YBa2Cu3O7-x;
YBCO-123), la preparazione avviene nel modo seguente.
Materiale occorrente:
ossido di yttrio (Y2O3),
carbonato di bario (BaCO3), ossido rameico (CuO),
muffola, mortaio, pressa per IR.
Procedimento:
Il superconduttore ad alta temperatura YBCO-123 può
essere preparato facilmente. 1.13 g di ossido di yttrio (Y2O3),
3.95 g di carbonato di bario (BaCO3) e 2.39 g di
ossido rameico (CuO) vengono miscelati energicamente in un mortaio di
ceramica. La miscela è scaldata a 950°C per 12 ore in una muffola
e raffreddata a temperatura ambiente. In seguito la miscela è miscelata
di nuovo in un mortaio e compressa in una pressa per la preparazione delle
pastiglie per l'IR. La pastiglia così ottenuta è nuovamente
scaldata a 950°C per 12 ore e raffreddata circa 500°C. Dopo ulteriori
8 ore la si raffredda a temperatura ambiente. Nell'intervallo di temperatura
tra i 700 e i 400°C, avviene la trasformazione del reticolo cristallino
da tretagonale a ortorombico, neccessario per le proprietà superconduttive.
Durante questo processo, l'ossigeno è incorporato fino a che la
x in YBa2Cu3O7-x
diminuisce fino a zero.
Dimostrazione delle proprietà del superconduttore
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Precauzioni:
l'azoto
liquido va maneggiato con prudenza, evitare il contatto con la pelle.
Il disco magnetico deve essere un magnete abbastanza forte per poter
lievitare sul superconduttore, per esempio può essere il Sm2Co17.
Materiale occorrente: superconduttore ad alta temperatura YBCO-123, magnete, azoto liquido. |
Procedimento: disponendo del superconduttore YBCO-123 e di un dischetto magnetico si può far lievitare quest'ultimo sul superconduttore. La temperatura critica dell'YBCO-123 si agira sui 91 K, per raggiungere tale temperatura bisogna reffreddare la pastiglia con azoto liquido. Si opera nel modo seguente. Si mette la pastiglia nel centro di una capsula di porcellana e quindi si versa l'azoto liquido fino a coprirla del tutto, dopo pochi minuti essa si sarà raffreddata sotto la temperatura critica e quindi trasformata nello stato di superconduttore. A questo punto si mette cautamente il disco magnetico sul superconduttore, il magnete inizia a lievitare sulla pastiglia. Toccando delicatamente il magnete esso inizia a ruotare. Questo semplice esperimento dimostra le proprietà diamagnetiche dei materiali nello stato di superconducibilità.