Abstract
本篇論文利用理論模擬的方式探討溶液中金屬離子的溶解反應，並將此應用於高溫超導體製備，經實際的實驗驗證發現共沉效應會使金屬的沉澱效率達於理想的境界。本篇以草酸為沉澱劑，探討草酸溶液系統中各種錯合劑對溶解度的效應，並尋找解決的方法。沉澱劑的選擇以沉澱與金屬離子間的離子積常數K 及穩定常數K 為依據。沉澱劑以小的K 及K 為佳，小的K 可使金屬離子完全沉澱，而小的K 使金屬離子不致因形成大量濃度的多寡。對於控制pH值的鹼須考慮其K 及K 的大小。K 愈大，鹼性欲強，控制pH值的效率愈高；K 愈小，錯合能力小，金屬的流失愈低。另釔及銅的氫氧鹽的K 比草酸鹽的K 小，在高pH值的範圍以氫氧鹽沉澱有更好的效果。且草酸為弱酸，在高pH值下草酸分解較完全有利於草酸鋇的沉澱。將此在高pH值下沉澱所得的產物經EPMA觀察發現各元素混合十分均勻。最後，以共沉澱製備前驅物時，沉澱劑的濃度和最佳沉澱的pH值經以實驗或理論模擬加以證實，可得到最佳的沉澱條件。對YBaCuO的共沉系統，我們建議以草酸為沉澱劑，草酸用量為金屬離子濃度的過量約0.1 M ，並以二乙基氨或三乙基氨控制pH在10-11 的範圍。對鉍系而言，沉澱的pH值須控制在1.5-2.0 。草酸的量則約金屬當量的1.4-1.5 。此實驗及計算的結果已可成功地運用於大量的合成YBaCuO及BiPbSrCaCuO 等系列超導體製作。