Directional solidification by the skull melting in the $YO_{1.5}-BaO-CuO$ system

Skull melting 방법에 의한 $YO_{1.5}-BaO-CuO$계의 방향적 결정성장

Three composition in the system of $YO_{1.5}-BaO-CuO$ were grown using a cold crucible (skull) melting technique with a 50 kW R.F. induction generator operating at 4 MHz as the power source. The starting materials were prepared by conventional ceramic powder processing methods, loaded into the skull, and melted at about $1200^{\circ}C$. For this study, compositions near the $YBa_2Cu_3O_X$ region were selected. The growth rates used ranged from 4 cm/hr to 0.25 cm/hr. The relation between the microstructures and the starting composition of each ingot was determined using metallograph, X-ray diffraction, and energy dispersive X-ray analysis. Both $YBa_2Cu_3O_X$ and $Y_2BaCuO_5$ needle-shaped crystals, aligned with the growth direction, were formed in the $CuO-BaCuO_2$ eutectic matrix of the $YBa_2Cu_7O_x and YBa_5Cu_{11}O_x$ ingot.

$YBa_2Cu_3O_X$상 부근의 3가지 조성을 skull melting 방법으로 4MHz에서 녹인 후 방향적 결정성장을 시켰다. 일반적인 무기재료 공정방법으로 처리된 분말을 skull에 넣은 후 $1200^{\circ}C$부근에서 용융시켰다. 사용한 성장속도는 4~0.25 cm/hr이었으며, 금속현미경, X-선 회절기, EDX 등을 이용해서 제조된 시편을 조사하여 사용한 분말의 조성에 따른 시편의 미세조직의 변화를 관찰하였다. $YBa_2Cu_7O_X$와 $YBa_5Cu_{11}O_X$ 시편의 대표적인 미세조직은 성장방향으로 자라난 침상형태의 $YBa_2Cu_3O_X$와 $Y_2BaCuO_5$ 상이 $CuO-BaCuO_2$의 공융 조직상 사이에 생성된 것으로 나타났다.