Demonstration of grain growth induced Microcracking and its role in the electrical response of YBa2Cu3O7 − δ

Abstract

The effect of grain size on the electrical properties of polycrystalline YBa 2 Cu 3 O 7 − δ has been investigated. A strong decrease in the critical current density has been observed when an average grain size of 15 μm is exceeded. Large grains promote microcracks due to anisotropic volume changes during cooling from the sintering temperature. This causes a reduction in the effective current-carrying cross section of the material. Ultrasonic measurements were used to confirm a significant increase in the microcrack density for large grained samples. Der Effekt der Korngröße auf die elektrischen Eigenschaften von polykristallinem YBa 2 Cu 3 O 7 − δ wurde untersucht. Es wurde ein starker Abfall der kritischen Stromdichte beobachtet, wenn die mittlere Korngröße von 15 μm überschritten wurde. Große Körner verursachen Mikrorisse aufgrund ihrer anisotropischen Volumenänderung während des Abkühlens von der Sintertemperatur. Hierdurch wird die stromtragende Querschnittsfläche des Materials reduziert. Mittels Ultraschall konnte die Mikrorißbildung in Proben mit grobkristallinem Gefüge deutlich erhöht werden. On a étudié l'effet de la taille des grains sur les propriétés électriques du YBa 2 Cu 3 O 7 − δ polycristallin. On a observé une forte décroissance de la densité de courant critique lorsque la taille moyenne des grains dépasse 15 μm. Les gros grains provoquent des microfissures en raison de changements volumiques anisotropiques durant le refroidissement à partir de la température de frittage. Celà entraîne une réduction de la section conductrice efficace du matériau. Des mesures par ultrasons ont confirmé une augmentation significative de la densité des microfissures dans les échantillons à gros grains.