-----------------------[ (c) 1995 Swedish Infomania ]---------------------

                             1:2:3 Supraledare

--------------------------------------------------------------------------

Hur man gr sin egen supraledare:

Teori:
------
     Hgtemperatursupraledare kan i regel inte tillverkas som mnga andra
supraledare, genom att smlta ihop de rtta mngderna av olika metaller i
en ugn av lmplig typ. Komponenterna reagear nmligen med vggarna i det
material som skulle innesluta en sdan smlta. Sdana problem r iofs inte
nya och kan lsas p olika stt. Men stabila kemiska freningar bildas
ocks vid hga temperaturer, som man vill undvika drfr att de inte r
supraledare, och drfr att de r s stabila att man inte sedan kan f dem
att snderfalla p rtt stt till det supraledande materialet.

     En teknik att tillverka dessa supraledare r istllet genom brnning i
ugn. Det kallas sintring, och r ett ganska vanlig metod att framstlla
olika keramiska material. Man startar med alla metallernas oxider i
pulverform. Mngderna av de olika oxiderna r utrknad s att det i den
frdiga supraledaren skall finnas dubbelt s mnga bariumatomer som
yttriumatomer, och tre gnger s mnga kopparatomer som yttriumatomer. P
grund av dessa enkla talfrhllanden, och det lnga namnet
yttrium-barium-koppar-oxid, s kallar man oftast den hr supraledaren
1:2:3.

     Den upprepade mortlingen och den hga temperaturen behvs fr att f
atomerna att flytta p sig frn de lgen de hade i de olika metalloxiderna
till de lgen de ska ha i den frdiga supraledaren. Man kan intuitivt
frst att detta gr lttare om oxidpulvret har sm korn, och r vl
blandat med de andra oxidernas korn, efter atomerna d kar en kortare vg
att vandra innan de kan hitta sina rtta platser i supraledaren, och ocks
att det gr lttare om temperaturen r hg, eftersom det d finnsen stor
termisk energi som kan hjlpa atomerna ver olika hinder. Temperaturen vid
brnningen skall allts vara hg, men inte s hg s att det bildas ngra
andra kemiska freningar, eller att ngon komponent smlter.

     Syret dremot kommer inte med skerhet med i rtt koncentration med
denna process. Det fr man se till eftert genom att behandla provet med
syrgas vid en passande temperatur. D vandrar syreatomerna in i materialet
och stter sig p de rtta platserna.

     Har man lyckats med behandlingen har man nu ett svart material, som
kan pminna om tex porslin, fast till formen men ganska sprtt. Drfr
sger vi ocks keramisk supraledare. En vanlig signal att man har
misslyckats r dremot en grnskimrande frg p ytan, som antyder att en
annan kemisk frening har bildats.

Tillverkning:
-------------

Du behver:
-----------
Yttriumoxid
Bariumkarbonat
Koppar(II)Oxid
Syrgas
Mortel
Sintringsugn
Degel av aluminiumoxid
Tablettpress

Gr s hr:
-----------

1. Blanda 1 gram yttriumoxid, 3,5 gram bariumkarbonat och 2,1 gram svart
   koppar(II)oxid.

2. Stt ihop till ett mycket fint pulver i en mortel. Blanda vl. Pressa
   ihop pulvret till en tablett i en press.

3. Lgg provet i en degel av aluminiumoxid, baka i en ugn i luft vid 950C
   under tv timmar (Sintring).

4. Krossa tabletten i morteln till ett lika fint pulver som i steg 2.
   Pressa ihop pulvret till en tablett igen.

5. Sintra provet igen som i steg 3.

6. Lt provet svalna till 450C. Lt syrgas lngsamt flyta genom ugnen. Lt
   syrgasen passera genom vatten innan den slpps ut. Det ska komma en
   bubbla ungefr var femte sekund. Lt provet behandlas p detta stt i
   sex timmar. Stng sedan av ugnen och lt provet svalna drinne.

* Nu r din supraledare klar.


Experiment:
-----------

1. Ohmmeter.

Ta en knslig ohmmeter och koppla in de bda kontakterna till varsin nde
av tabletten. Studera resistansen. Den ska vara mtbar. Begjut sedan
supraledaren med flytande kvve (-196C). Studera terigen resistansen. Den
r NOLL! (Det r den iofs p en bit metall ocks, men inte i teorin. Hr r
resistansen NOLL i BDE praktiken och teorin.)

2. Levitation.

Ta en mycket liten plastskl och lgg supraledaren i den. Begjut
supraledaren med flytande kvve och placera en liten magnet ovanfr den. (
Magneten ska vara ca 3x3 mm, och skall placeras ca 5 mm ver ytan p
supraledaren.) Den svvar p grund av att supraledaren slpper igenom
magnetfltet frn magneten utan frluster, och fltet kommer d tillbaka
och trycker upp magneten igen, Starkare n tyngdkraften!


Kemikalier:
-----------
Frga p skolan om de har kemikalierna eller om de vill hjlpa dig att kpa
dem frn KEBO. Flytande kvve, som du ven kan ha annat kul med, kper du
p AGA gasdeper fr ca 16.50 kr/litern (+moms).

--------------------------------------------------------------------------
