The decomposition of the oxalate precursor and the stability and reduction of the YBa₂Cu₄O₈ superconductor studied by TG coupled with FTIR and by XRD

Abstract

The 124 superconductor YBa₂Cu₄O₈ was prepared from the oxalate precursor Y₂(C₂O₄)₃. ·4BaC₂O₄·8CuC₂O₄·xH₂O at one atmosphere oxygen pressure. In O₂ the precursor decomposes in one step at 300°C and more gradually (300°–600°C) in Ar. The stability of the superconductor is strongly dependent on the gas atmosphere: in O₂ and in air there is no significant weight change as long as the temperature does not exceed 800°C, whereas in a 1% O₂-99%N₂ mixture decomposition starts at about 670°C with the formation of CuO and YBa₂Cu₃O_x withx<7. The reduction of YBa₂Cu₄O₈ in a 5% H₂-95% Ar mixture takes place in at least four major steps with formation of products such as Y₂O₃, BaO, Cu₂O, Cu, BaY₂O₄ and Ba₄Y₂O₇.

Zusammenfassung

Aus dem Oxalatpräkursor Y₂(C₂O₄)₃4BaC₂O₄8CuC₂O₄·xH₂O wurde der 124 Supraleiter YBa₂Cu₄O₈ hergestellt. In Sauerstoff zersetzt sich der Präkursor bei 300°C in einem Schritt, in Argon nach und nach (300°–600°C). Die Stabilität des Supraleiters hängt stark von der Atmosphärenzusammensetzung ab: in Sauerstoff und in Luft gibt es bis 800C keinen bemerkenswerten Gewichtsverdust, während in einem Gemisch aus 1% O₂ und 99% N₂ die Zersetzung bei etwa 670°C beignnt, wobei CuO und YBa₂Cu₃O_x mitx gebildet wird. Die Reduktion von YBa₂Cu₄O₈ in einem 5%H₂-95%Ar-Gemisch erfolgt in mindestens vier Hauptschritten, wobei Produkte wie Y₂O₃, BaO, Cu₂O, Cu, BaY₂O₄ und Ba₄Y₂O₇ gebildet werden.