[發(fā)明專利]用摻雜草酸鹽共沉淀法制備的Gd211提高GdBaCuO高溫超導(dǎo)體性能的方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200710304584.1
• 申請日: 2007-12-28
• 公開（公告）號: CN101468917A
• 公開（公告）日: 2009-07-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 焦玉磊;肖玲;鄭明輝;馬小海;燕青芝;葛昌純
• 申請（專利權(quán)）人: 北京有色金屬研究總院
• 主分類號: C04B35/50
• 分類號: C04B35/50;C04B35/622;H01B12/00
• 代理公司: 北京北新智誠知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 程鳳儒

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種利用摻雜亞微米級Gd211顆粒提高熔融織構(gòu)GdBaCuO高溫超導(dǎo)體性能的一種方法。

背景技術(shù)

與YBCO超導(dǎo)塊材相比，輕稀土氧化物超導(dǎo)體(LREBaCuO)具有較高的臨界電流密度和磁場特性，能滿足實(shí)用化的要求。然而，輕稀土元素對鋇位的替代導(dǎo)致產(chǎn)生非超導(dǎo)的RE_1+xBa_2-xCu₃O_y固溶體，嚴(yán)重影響塊材的超導(dǎo)性能。通常通過在低氧壓下進(jìn)行熔融織構(gòu)生長來抑制此類固溶體的產(chǎn)生。由于低氧壓氣氛生長需要特殊的氣氛爐，大大提高了超導(dǎo)塊材的制備成本，不利于大規(guī)模的生產(chǎn)。因此，在空氣中生長具有優(yōu)良性能的輕稀土鋇銅氧超導(dǎo)塊材就顯得格外重要。釓(Gd)作為一種輕稀土元素，它對鋇位的替代相對其他幾種輕稀土元素(Sm，Eu，Nd)要少得多，因此研究在空氣中生長高性能的GdBaCuO超導(dǎo)塊材成為了可能。有人在初始配料中摻入了過量的Ba及其氧化物來抑制Gd對Ba的替代，同時引入高溫氬氣氛后處理的工藝。采用元素?fù)诫s、細(xì)化RE211(或RE422)相與輻照等手段也可提高樣品的臨界電流密度。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種用摻雜草酸鹽共沉淀法制備的Gd211提高GdBaCuO高溫超導(dǎo)體性能的方法，能夠提高單疇GdBaCuO超導(dǎo)塊的磁懸浮力和磁化臨界電流密度。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取以下技術(shù)方案：

用摻雜草酸鹽共沉淀法制備的Gd211提高GdBaCuO高溫超導(dǎo)體性能的方法，該方法包括以下步驟：

第一步，把Gd₂O₃，Ba(NO₃)₂與CuO以摩爾比Gd:Ba:Cu＝2:1:1稱量，Gd₂O₃與CuO分別用濃硝酸溶解，Ba(NO₃)₂用溫度為60-70℃的熱去離子水溶解，然后將各溶液混合，得到金屬離子混合溶液；

第二步，按照草酸與上述金屬離子混合溶液中的各金屬離子的摩爾比為1.15：1的劑量稱取草酸，溶解于無水乙醇中，無水乙醇在整個溶劑中的含量不低于85％的體積比，得到草酸乙醇溶液；

第三步，將上述金屬離子混合溶液加入到上述草酸乙醇溶液中，在磁力攪拌器上不斷攪拌使之均勻，并且加入氨水溶液調(diào)節(jié)pH值到7-9；

第四步，沉淀后陳化8h-10h過濾，醇洗，得到草酸金屬鹽沉淀物；

第五步，將草酸金屬鹽沉淀物在烘箱中干燥；

第六步，將干燥后的草酸金屬鹽沉淀物在馬弗爐中850℃-900℃焙燒2.0-2.5小時，爐冷到室溫，研磨后得到平均粒度為300納米-500納米的Gd211粉體；

第七步，將Gd211粉體以相對于固相法合成的Gd123粉體的30mol％～50mol％的摩爾比加入到固相法合成的Gd123粉體中，再摻入相對于Gd123與Gd211混合粉體的0.2wt％-0.5wt％的Pt，然后經(jīng)高速振擺球磨混合均勻后，用單軸模壓成型，再采用頂部籽晶結(jié)合熔融織構(gòu)生長工藝制備單疇GdBaCuO超導(dǎo)塊。

在第一步中，所使用的濃硝酸的濃度是65wt％～68wt％。

在第三步中，所使用的磁力攪拌器為常規(guī)儀器，該磁力攪拌器具有在密封容器中進(jìn)行調(diào)和混勻的特點(diǎn)，用于液體攪拌和混勻。本儀器屬于磁力攪拌，利用電機(jī)帶動磁鋼旋轉(zhuǎn)，磁鋼的磁力線帶動攪拌容器中的攪拌子，攪拌子以一定的速度旋轉(zhuǎn)，從而達(dá)到混勻攪拌溶液的目的。

在第四步中，沉淀后陳化、過濾后的醇洗是用無水乙醇洗。

在第六步中，在用850℃-900℃焙燒2.0-2.5小時后，得到Gd211粉體的團(tuán)聚比較嚴(yán)重，因此要進(jìn)行研磨，通過研磨后得到平均粒度為300納米-500納米的Gd211粉體。

本發(fā)明所采用的球磨混合、單軸模壓成型、頂部籽晶輔助熔融織構(gòu)生長工藝(TSMTG)均為公知工藝。

采用頂部籽晶輔助熔融織構(gòu)生長工藝(TSMTG)，其中，TSMTG是頂部籽晶輔助熔融織構(gòu)生長工藝英文Top?Seeded?Melt?Textured?Growth的縮寫。采用本發(fā)明的方法得到納米級的Gd211粉體，以適當(dāng)?shù)谋壤c固相法合成的Gd123粉體混合，并經(jīng)高速振擺球磨混合均勻后，用單軸模壓成型，采用頂部籽晶輔助熔融織構(gòu)生長工藝(TSMTG)的工藝參數(shù)沒有變化。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是：