Obtenção da solução precursora, produção e caracterização de fibras cerâmicas de YBCO + Ag pela técnica de fiação por sopro de solução - Pessoa, Alexsander Lourenço (2021)
Um dos grandes desafios para a aplicação de nanofibras cerâmicas produzidas pela técnica de solution-blow spinning (SBS) está relacionado com a sua fragilidade. Mantas supercondutoras de YBCO compostas por essas nanofibras são tão frágeis que acabam se rompendo pela intensidade da força de Lorentz produzidas por supercorrentes de blindagem. Por outro lado, vários estudos com amostras bulk mostraram-se que ao inserir prata na matriz YBCO, que acaba reforçando a amostra supercondutora, evitando o aparecimento de rachaduras, deixando-a mais compacta e com maior elasticidade. A prata ainda atua como centro de ancoramento de fluxo magnético e na melhoria das conexões entre os grãos. Consequentemente, as propriedades mecânicas e supercondutoras (JC, por exemplo) são aprimoradas. Contudo, a dissolução da prata em uma solução contendo íons de Y, Ba e Cu que fosse adequada ao uso do SBS mostrou-se de extrema complexidade. Assim, este trabalho teve por objetivo desenvolver uma solução precursora de YBCO+Ag adequada para a produção de amostras cerâmicas fibrosas usando a técnica de SBS e sua consequente caracterização, principalmente com relação à morfologia e formação da fase YBa2Cu3O7−X. A solução consistiu da dissolução dos acetatos metálicos de ítrio, bário, cobre e prata e do polímero polivinilpirrolidona (PVP) (em uma proporção de 5:1 em peso [PVP:acetatos]) em 61,5wt% de metanol, 12wt% de ácido propiônico, e 26,5wt% de hidróxido de amônio, juntamente com 6wt% de PVP em solução. Sete quantidades diferentes de prata (0, 0.5, 2, 5, 10, 20 e 30% em peso da cerâmica final YBCO) foram usadas na produção de 2g de YBa2Cu3O7−X. As caracterizações de TG e DTA mostram que as temperaturas de cristalização e fusão parcial decrescem em cerca de 40°C nas amostras com Ag. Imagens de MEV mostram que, após a queima do polímero em 600°C, é produzida uma manta composta por nanofios de diâmetros médios de até 233 nm. No entanto, após o processo de sinterização a 925°C por 1 h, os nanofios das amostras com Ag encolhem seu diâmetro de tal forma a produzir exemplares tipicamente porosos com área superficial final muito menor, em torno de 56%, do que aquela apresentada por uma amostra sem Ag.