Rev. Phys. Appl. (Paris) 25, 3-7 (1990)
DOI: 10.1051/rphysap:019900025010300

Superconducting properties and microstructure of Bi2Sr2Ca2Cu3O10 prepared by oxidation of a liquid quenched alloy precursor

J.S. Luo, D. Michel et J.-P. Chevalier

C.E.C.M.-C.N.R.S., 15 rue G. Urbain, F94407 Vitry Cedex, France

Abstract
We have produced the Bi2Sr2Ca2Cu3O10 phase by oxidation of a rapidly quenched alloy precursor. Metallic fragments of Bi2Sr2Ca2Cu3 are prepared by planar flow casting. After oxidation and annealing in air, the 2223 phase is the major constituent obtained (>80%). The structure is pseudo-tetragonal with a = 0.3814 nm, c = 3.702 nm, and we also observe a modulation along the [110] direction. The superconducting onset temperature is at 115 K and zero resistance is reached at ˜ 25 K after treatment in air and ˜ 70 K after treatment under oxygen at 400 °C. Microstructural studies suggests that various defects as well as the stoichiometry of the 2223 phase may explain the aspect of the transitions in the resistivity data.

Résumé
Nous avons préparé une phase superconductrice Bi2Sr2Ca2Cu3O10 à partir d'un alliage précurseur hypertrempé. Après oxydation et recuit à l'air de fragments de l'alliage Bi2Sr 2Ca2Cu3, la phase 2223 est principalement (> 80 %) obtenue. Sa structure est pseudo-quadratique avec a = 0,3814 nm et c = 3,702 nm ; une modulation selon la direction [110] a été mise en évidence. Le début de la décroissance de la résistivité électrique apparaît à 115 K, mais une résistance nulle n'est atteinte qu'à 25 K après recuit à l'air et à 70 K après traitement ultérieur sous oxygène à 400 °C. Différents défauts observés lors d'études microstructurales, ainsi que la stoechiométrie de la phase 2223, peuvent expliquer les variations de résistivité observées.

PACS
6480G - Microstructure.
7470V - Perovskite phase superconductors.
8120L - Preparation of ceramics and refractories.
6480E - Stoichiometry and homogeneity.

Key words
bismuth compounds -- calcium compounds -- crystal microstructure -- high temperature superconductors -- materials preparation -- stoichiometry -- strontium compounds -- superconducting transition temperature -- microstructure -- oxidation -- liquid quenched alloy precursor -- planar flow casting -- pseudo tetragonal -- Bi sub 2 Sr sub 2 Ca sub 2 Cu sub 3 O sub 10