Se pretende obtener, sobre la base de resultados previos, procedentes del programa de investigación S2009/PPQ-1626, nuevos materiales superconductores con temperaturas críticas altas (VHTSC: Very High Temperature Superconductors). Se trata esencial, pero no exclusivamente, de metalocupratos del tipo estructural (M_xCu_1xSr₂RECu₂O_7+x) dónde M representa un metal de transición y RE un elemento de los denominados "tierras raras".

 

Los objetivos son pues, en primer lugar sistematizar y optimizar las condiciones de preparación de estos extraordinarios materiales así como encontrar otros análogos o relacionados, caracterizándolos, midiendo sus sus propiedades superconductoras mediante distintas técnicas y por último intentar elevar su producción a  escala de planta piloto y someterlos a diversos tipos de procesado con vistas a su aplicación industrial. 

Las actividades previstas para la consecución de los objetivos propuestos son:

Actividad 1: La preparación de materiales mediante el método cerámico. Variación del contenido en oxígeno mediante diversos tratamientos posteriores. Se estudiarán también los procesos de oxidación sobre muestras con diferente grado de porosidad.

Actividad 2: Preparación de nanopartículas de estos materiales mediante procedimientos relacionados con el método sol-gel y el método de microemulsiones.

Actividad 3: Caracterización estructural, microestructural y composicional de los materiales preprarados.

Actividad 4: Medida, sobre los materiales preparados,  de  propiedades de transporte en función de la temperatura para determinar la temperatura crítica (T_c), del poder termoeléctrico y  caracterización de  transiciones superconductoras. Medidas de calor específico. 

Actividad 5: Preparación de materiales híbridos (superconductores electrónicos y conductores iónicos, de posible aplicación en baterías) y de materiales compuestos con vistas a mejorar las propiedades mecánicas.

Actividad 6: Escalado del proceso de síntesis. Aplicaciones del moldeo por inyección y extrusión de polvo para la fabricación de cintas, hilos y piezas de pequeño tamaño. Obtención de piezas con porosidad controlada para posterior infiltración de metales de elevada tenacidad (Ag o Cu) con objeto de mejorar la tenacidad.

Los hitos previstos en el desarrollo del programa de investigación dentro de este objetivo son:

A los 18 meses:

1. Obtención de nuevos materiales superconductores con Tc superiores a  135 K a presión ambiente.
2. Caracterización estructural y microestructural de los materiales obtenidos.
3. Caracterización eléctrica y magnética de los materiales obtenidos.

18 a 36 meses:

1. Obtención de materiales análogos utilizando síntesis a alta presión.
2. Búsqueda de la mejora de los parámetros críticos: T_c, H_c y J_c.
3. Obtención de superconductores nanoparticulados.
4. Establecimiento de la correlación entre el tamaño de las partículas y sus propiedades superconductoras.
5. Preparación de materiales híbridos.