무기화학실험 | 고온초전도체(YBa2Cu3O7-δ 제조법)

 

 

 

TIP

 

 

1. YBa₂Cu₃O_7-δ를 제조해 초전도체의 제작방법을 알고 원리와 활용방법을 파악한다.
2. 액체 질소안에서의 특성을 관찰한다.
3. 절대온도는 -273℃이고 액체질소는 -196℃여서 금속을 반중력 상태로 만든다.
4. ½Y₂O₃ + 2BaO₂ + 3CuO → YBa₂Cu₃O_7-δ
5. 초전도체의 성질에 관련하여 응용 할 수 있는 분야가 무한하다.
6. 자원의 낭비가 줄어들 수 있고 적은 양의 에너지로도 큰 효과를 볼 수 있다

 

 

 

임계온도

1. Critical Temperature(T_C)

일반적으로 저항을 갖는 상태를 상전도 상태라고 하며, 상전도 상태로부터 저항이 없는 초전도 상태로의 전이가 일어나는 온도(기체 ⇒ 액체 상전이)

 

상전도 상태에서 초전도 상태로의 전이는 임계 온도 부근에서 급격하게 이루어지며, 오네스가 4K 부근에서 초전도 상태를 발견한 이래 최근에 발견되는 고온 산화 초전도체의 임계 온도는 질소의 액화 온도인 77K를 넘게 되었다

 

 

2. 임계 자기장 : 임계 온도 이하의 온도에서 자기장이 크게 가해지면 초전도 상태가 사라지고 상전도 상태로 되돌아가며, 상전도 상태로 복원되기 시작할 때의 자기장

 

 

마이스너 효과(Meissner Effect)

1933년 W.마이스너와 R.옥센펠트가 실험에 의해 발견하였다. 초전도체는 자석에서 나오는 자기력선을 통과시키지 않고 초전도체의 외부로 밀어내는 성질을 보인다. 마이스너는 납을 사용해서 실험을 한 결과, 초전도상태의 물체가 전적으로 자기장을 받아들이지 않는 까닭은 그 물체가 매우 큰 반자성(反磁性)상태에 있기 때문이라는 것을 발견

 

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실험 방법

1. 실험 과정

1) 0.6g Yttrium Oxide 비커에 담는다 

2) BaO₂,CuO를 화학양론적으로 같게 한 후 같은 비커에 넣는다

3) hood안에서 막자사발로 잘 갈아 섞는다 (10분 이상)

4) 약수저를 이용해 깨끗이 긁어 낸다

5) 덩어리 진게 없고 검거나 흰점이 없어야 한다

6) 긁어낸 가루를 이용해 pellet을 만든다

7) pellet을 도가니에 담고 가열

8) 8~12시간 동안 930℃로 가열

9) 12~16시간동안 930℃를 유지

10) 5시간동안 500℃로 내린다

11) 12~16시간동안 500℃유지

12) 천천히 실온으로 내린다

13) 결과물의 색깔이 어두운 회색이나 검은색이어야 된다

 

 

 

 

[Chemistry/무기화학] - 무기화학실험 | A High-Temperature Superconductor YBa2Cu3O7-x

 

 

 

[무기화학실험]고온초전도체(YBa2Cu3O7-δ 제조법) 레포트