Projet Supraconducteur
Objectif : Fabriquer une pastille supraconductrice YBCO de A à Z en autonomie.
Projet réalisé à 3.
Qu'est ce que la supraconductivité ?
À l’état supraconducteur, un matériau refroidi à très basse température acquiert la capacité de conduire parfaitement un courant électrique, sans résistance, et donc sans perte d’énergie. De même, à l’état supraconducteur, les matériaux possèdent la propriété d’expulser totalement le champ magnétique qui les entoure, ce qui peut se manifester par des effets spectaculaires de lévitation magnétique.
Pourquoi YBCO ?
Il s'agit d'un oxyde mixte de d'Yttrium (Y), de Baryum (Ba) et de Cuivre (Cu) aussi appelé YBaCuO ou YBCO. C'est un type de matériau présentant le phénomène de supraconductivité à des températures relativement hautes (77°K soit -196 °C) contrairement aux autres supraconducteurs (4°K soit -269 °C).
Nous pouvons donc observer ce phénomène de lévitation en ajoutant uniquement de l'azote liquide sur la pastille.
Compétences
- Traiter des données de mesures
- Organiser un projet en équipe
- Mettre en œuvre des analyses chimiques
- Structures atomique et moléculaire
- Equilibre chimique et sécurité au laboratoire
- Réaliser une étude métrologique simple
Se renseigner
Nous nous sommes renseignés via internet et les chercheurs/professeurs de l'IUT
Protocole expérimental
Grâce à nos recherches nous avons pu mettre en place un protocole expérimental détaillé
Fabrication de la poudre
Dans un premier temps nous sommes passés par la voie liquide. Puis, dans un second temps, par la voie solide.
Analyses + conclusions
Nous avons analysé les poudres obtenues pour en déterminer la qualité et savoir comment les optimiser.
Fabrication de la pastille + essais
Une fois la poudre de bonne qualité, nous avons pu fabriquer la pastille.
Rédaction du rapport de projet
Nous avons rassembler toutes les démarches effectuées lors de ce projet dans un compte rendu d'une quinzaine de pages.
Composants utilisés
Cela dépend de la voie choisie,
Pour la voie liquide nous avons utilisé : du nitrate de cuivre, du nitrate d’yttrium et du nitrate de baryum. Le nitrate de baryum étant solide (poudre), nous l'avons passé en voie liquide avant d'effectuer la réaction.
Pour la voie solide nous avons utilisé : du carbonate de baryum, du carbonate d’yttrium et du carbonate de cuivre.
Évaporation de la solution
(voie liquide)
Afin d'obtenir un solide, nous avons totalement évaporé la solutions comme vous pouvez le voir sur l'image suivante.
La pastille
Après plusieurs analyses de notre poudre afin de l'optimiser un maximum, nous avons pu fabriquer la pastille et effectuer un frittage afin de la rendre plus dense.
Test de lévitation
En plongeant la pastille dans l'azote liquide, nous avons pu faire léviter un petit aimant cubique comme vous pouvez le voir sur l'image suivante.