Réactions chimiques et courant de transport dans la phase Bi2223

(Reçu le 3 février 1994, accepté le 5 avril 1994)

Abstract
To get high transport capacities in magnetic field with Ag sheathed conductors, the Bi2223 phase must be free of residual phases, well-crystallized, the lamellas being parallel with the current lines and very dense. In a research context on multifilamentary conductor, a preliminary study has been done on bulk material ( mm ³ bars) to optimize the frabrication parameters of the multifilamentary tapes. A lot of samples, corresponding to the different operating conditions have been electrically characterized and analyzed by EDS so as to get some correlations between microstructure and superconducting performances : determination, concentration and repartition of residual phases, crystallinity, orientation and compacity of the Bi2223 phase. We also examined the interactions between the " refractory phases ", (Ca, Sr) ₂CuO ₃ ; (Ca, Sr) CuO ₂, ; CuO and the liquid phase, Bi2212 enriched with Bi and Sr + (Ca, Sr) ₂PbO ₄ which promote the recombination into pure and well recristallized Bi2223 phase. Maximum transport current capacities at 77 K-O T were 11 A/mm ² for a commercial powder and 17 A/mm ² (47 A) for a laboratory type powder, the values being around 50 A/mm ² for the corresponding multifilamentary conductors.

Résumé
Pour qu'un fil supraconducteur gainé d'argent présente une capacité de transport de courant élevée ainsi qu'une bonne tenue sous champ, il faut que la phase Bi2223 soit exempte de phases résiduelles, soit bien cristallisée en feuillets orientés dans le sens de passage du courant et soit compacte. Dans le contexte d'une recherche sur les conducteurs multifilamentaires, nous avons mené une étude préliminaire sur matériau massif (barrettes de mm ³) afin de déterminer les conditions physicochimiques optimales de fabrication de brins multifilamentaires. Un grand nombre d'échantillons, correspondant à différentes conditions opératoires et caractérisés électriquement, ont été analysés par EDS de façon à corréler les performances supraconductrices à la microstructure : détermination, concentration et répartition des phases parasites, cristallinité, orientation et compacité de la phase Bi2223. Nous avons ainsi essayé de suivre les interactions entre les phases " réfractaires " : (Ca, Sr) ₂CuO ₃ ; (Ca, Sr)CuO ₂ CuO et la phase fusible : Bi2212 riche en Bi et Sr + (Ca, Sr) ₂PbO ₄ et de déterminer les paramètres favorisant la recombinaison en Bi2223 pure et bien cristallisée. Les valeurs de densité de courant critique de transport à 77 K sous 0 T sont de 11 A/mm ² pour une poudre commerciale et de 17 A/mm ² (47 A) pour une poudre de type " laboratoire ", alors qu'elles sont de 50 A/mm ² pour les multifilamentaires correspondants.