[發(fā)明專利]用高能電子輻照提高GdBaCuO高溫超導(dǎo)體性能的方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200810240068.1
• 申請日: 2008-12-17
• 公開（公告）號: CN101747032A
• 公開（公告）日: 2010-06-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 焦玉磊;肖玲;鄭明輝
• 申請（專利權(quán)）人: 北京有色金屬研究總院
• 主分類號: C04B35/45
• 分類號: C04B35/45;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 11100
• 代理人: 程鳳儒

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種提高GdBaCuO高溫超導(dǎo)體性能的方法，具體而言涉及利用高能電子輻照提高熔融織構(gòu)GdBaCuO高溫超導(dǎo)體性能的方法。

背景材料

自從1986年發(fā)現(xiàn)高溫超導(dǎo)電性以來，在世界范圍內(nèi)掀起了高溫超導(dǎo)研究熱潮。到目前為止，對高溫超導(dǎo)的材料領(lǐng)域和強(qiáng)電弱電應(yīng)用領(lǐng)域都進(jìn)行了廣泛細(xì)致的研究。對于高溫超導(dǎo)塊材來說，有兩個基本的特性即超導(dǎo)磁懸浮力和俘獲磁場。塊材的磁浮特性可以用于制作超導(dǎo)無接觸輸運(yùn)系統(tǒng)，磁浮軸承，飛輪儲能系統(tǒng)等；基于高俘獲磁通的特性，可以制作高溫超導(dǎo)磁體，超導(dǎo)電機(jī)等。因此，制備高性能的超導(dǎo)材料是關(guān)鍵。利用熔融織構(gòu)生長技術(shù)可以制備大尺寸高性能的超導(dǎo)塊材，但是要想獲得能實(shí)用的超導(dǎo)材料，必須進(jìn)一步提高高溫超導(dǎo)塊材的臨界電流密度和單疇尺寸以及塊材的機(jī)械強(qiáng)度。為此，采用元素?fù)诫s、細(xì)化RE211(或RE422)相與輻照等手段來提高樣品的臨界電流密度。

目前，有許多研究者報道用快中子與慢中子對YBCO(釔鋇銅氧)超導(dǎo)塊材進(jìn)行輻照能大幅度提高材料的臨界電流密度。我們也曾用熱中子對YBCO超導(dǎo)塊材進(jìn)行了輻照，并申請了國家發(fā)明專利[ZL?97100759.4]，已得到授權(quán)。由于用中子輻照，必須利用原子反應(yīng)堆，實(shí)驗(yàn)周期長，輻照后產(chǎn)生的放射性較強(qiáng)，給實(shí)際應(yīng)用帶來不便。因此，需要改進(jìn)現(xiàn)有輻照方法以提高高溫超導(dǎo)材料的臨界電流密度。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種高能電子輻照方法，以提高熔融織構(gòu)GdBaCuO高溫超導(dǎo)體的性能。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種利用高能電子輻照提高熔融織構(gòu)GdBaCuO高溫超導(dǎo)體性能的方法，其中，使用磁場回旋電子加速裝置對熔融織構(gòu)單疇GdBaCuO材料進(jìn)行高能電子輻照，輻照所用電子的能量為2.2Mev或22Mev，電子的電流密度均為200mkA，輻照劑量為1×10¹⁷～5×10¹⁸e/cm²。

本發(fā)明的有益效果在于，采用高能電子輻照裝置代替中子輻照，高溫超導(dǎo)材料的臨界電流密度得到大幅提高(提高30～70％)，該方法操作比較簡便宜行且放射性污染較小。

附圖說明

圖1為77K溫度下GdBaCuO樣品經(jīng)高能電子輻照前后的臨界電流密度隨外磁場的變化關(guān)系曲線，高能電子的能量為2.2MeV，劑量為5×10¹⁷e/cm²。

圖2為77K溫度下GdBaCuO樣品經(jīng)高能電子輻照前后的臨界電流密度隨外磁場的變化關(guān)系曲線，高能電子的能量為2.2MeV，劑量為1×10¹⁷e/cm²。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1

(一)制備GdBaCuO超導(dǎo)塊材

本發(fā)明的GdBaCuO超導(dǎo)塊材樣品是利用熔融織構(gòu)生長工藝制備的。即把Gd₂O₃，BaCO₃與CuO分別以化學(xué)計(jì)量比Gd∶Ba∶Cu＝1∶2∶3與2∶1∶1稱量，然后以固相法合成相應(yīng)的GdBa₂Cu₂O_y(Gd123)與Gd₂BaCuO₅(Gd211)粉體。把Gd123與Gd211粉體以適當(dāng)?shù)谋壤旌?，并?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(TSMTG)制備單疇GdBaCuO超導(dǎo)塊材。

球磨混合過程中，球磨的時間約為2h，球料的重量比1∶1，料球的材質(zhì)為鋯球，料球的大小為Φ6mm與Φ3mm，數(shù)目比為1∶6；把混合均勻的粉體裝入模具，用約200-270MPa單軸模壓成型，成形后柱體的體積為Φ20mm×12mm；然后在其頂部中心放置尺寸約為2×2×0.5mm?³的NdBaCuO籽晶，使NdBaCuO籽晶的c軸與樣品軸平行；接著把帶有籽晶的樣品置入高溫加熱爐中，升溫至1060-1100℃，保溫10-30分鐘，再用8-10分鐘降溫到1060-1040℃，然后又以0.5-1.5℃/h的降溫速率使溫度下降到1030-1010℃，接著爐冷到室溫；在350℃-400℃用10MPa的高氧壓氣氛爐對熔融織構(gòu)單疇超導(dǎo)塊后處理約50h。

把GdBaCuO超導(dǎo)塊材樣品延解理面切割成尺寸約為3.5×2.0×0.8mm³的小樣品，用于進(jìn)行高能電子輻照實(shí)驗(yàn)。

(二)高能電子輻照實(shí)驗(yàn)