[發明專利]片層狀結構的鉍系高溫超導帶材及制備方法

無效

• 申請號: 201010281015.1
• 申請日: 2010-09-14
• 公開（公告）號: CN101923923A
• 公開（公告）日: 2010-12-22
• 發明（設計）人: 陳興品;余曉偉;李明亞;劉慶
• 申請（專利權）人: 重慶大學
• 主分類號: H01B12/02
• 分類號: H01B12/02;H01B13/00
• 代理公司: 重慶志合專利事務所 50210
• 代理人: 胡榮琿

技術領域

本發明涉及超導材料的制備工藝，特別涉及的是一種銀或銀合金片與超導粉片相間排列的鉍系高溫超導帶材及其制備方法。

背景技術

鉍系高溫超導帶材是目前唯一商業化生產并大規模應用的高溫超導材料，目前生產中普遍采取粉末裝管法制備鉍系高溫超導帶材。該方法在實際操作中一般采用銀或銀合金作為超導導線的基體，將超導粉放在銀或銀合金套管里拉拔、軋制并熱處理從而得到可以使用的超導帶材。一般來說，此類工藝生產過程中超導芯數越多帶材的電學性能越好，這主要是因為超導電流從銀和超導粉的界面傳輸，而芯數越多，銀與超導粉接觸面積越大從而造成帶材的電學性能較好。

除了增加芯數以外，還有采用將超導粉中摻入銀顆粒后用PIT法制備出超導帶材的方法，這種方法銀顆粒在經過機加工和熱處理后會形成帶狀結構，增加了超導粉與銀的接觸面積，從而提高了帶材的電學性能；另外還有采用通過在多芯帶材的芯與芯之間添加前驅粉的方法，以增加銀與超導粉的接觸面積。

上述方法雖然可以提高鉍系高溫超導帶材的電學性能，但是提高幅度并不大，也不能更多的提高銀與超導粉的接觸面積，不能應用于實際的工業生產中。

所以，采取有效方法提高銀與超導粉的接觸面積對提高帶材的電學性能有著非常重要的意義。

發明內容

本發明的目的是提供一種片層狀結構的鉍系高溫超導帶材及制備方法。本發明制備工藝非常簡單，易于實現并可大規模應用到商業生產，本發明所述的帶材，銀與超導粉接觸面積較大，能顯著提高帶材的電學性能。

本發明的技術方案是片層狀結構的鉍系高溫超導帶材，所述帶材的結構為鉍鍶鈣銅氧系超導粉片、銀或銀合金片相間排列，最外層包裹銀或銀合金。

所述鉍鍶鈣銅氧系超導粉片的長度和寬度與銀或銀合金片的長度和寬度相等。

所述鉍鍶鈣銅氧系超導粉片的厚度與銀或銀合金片的厚度相等或不相等。

鉍系高溫超導帶材的制備方法，其特征在于有以下步驟：

1)將鉍鍶鈣銅氧系超導粉壓制成薄片狀；

2)將銀或銀合金軋制成薄片狀片；

3)將若干超導粉片與銀或銀合金片相間排列疊放，放入長方體銀或銀合金管中；

4)將步驟3)得到的管進行多道次軋制；

5)將軋制后的帶材在溫度為700～840℃，氧分壓為0.01～0.21atm的條件下保溫1～150小時條件下熱處理，可制備出片層狀結構的鉍系高溫超導帶材。

步驟5)中所述的軋制的總變形量為20％～95％。

采用本發明方法制備出的帶材可以顯著提高銀與超導粉的接觸面積，從而提高了鉍系高溫超導帶材的電學性能。本發明生產工藝簡單，易于用于工業生產中。

本發明適用于鉍系高溫超導帶材的制備。

本發明所采用的鉍鍶鈣銅氧系超導粉為Merck公司生產的前驅粉。

附圖說明

下面將結合附圖對本發明具體實例進行詳細的描述，其中：

圖1為片層狀鉍系高溫超導帶材制備過程中橫截面示意圖；

圖2為片層狀鉍系高溫超導帶材制備流程圖。

圖中，1為銀片或銀合金片，2為鉍系超導粉，3為空心銀管或銀合金管。

具體實施方式

實施例1

四層Bi2223/Ag超導帶材

用壓機將鉍鍶鈣銅氧系超導粉壓制成片，其長度為10mm、寬3mm、厚度為0.5mm，一共壓制四個片；用軋機將銀或銀合金軋制成片，長度為10mm、寬3mm、厚度1mm，壓制三片；將超導粉片和銀或銀合金片相間疊放，其中超導粉片位于最上層，銀或銀合金片位于最下層。將疊放好的材料放進長度為10mm、寬5.5mm、高7.5mm、壁厚1mm的銀或銀合金長方體管中，將長方體管軋制得到厚度為0.3mm、寬度為4mm的長帶材，隨后在溫度為840℃，保溫時間為100h，氧分壓為0.10atm的條件下熱處理，制備得到片層狀的Bi-2223帶材。經申請人測量，本發明方法制備的Bi-2223帶材其臨界電流具有良好的電學性能。

實施例2

六層Bi2223/Ag超導帶材

用壓機將鉍鍶鈣銅氧系超導粉壓制成片，其長度為10mm、寬3mm、厚度為0.25mm，一共壓制六片；用軋機將銀合金軋制成片，長度為10mm、寬3mm、厚度0.5mm，壓制五片；將超導粉片和銀片相間疊放在一起，其中超導粉片位于最上層，銀片位于最下層。將疊放好的材料放進長度為10mm、寬5.5mm、高6.5mm、壁厚1mm的銀或銀合金長方體管中，將銀或銀合金長方體管軋制得到厚度為0.35mm、寬度為4mm的長帶材，隨后在溫度為830℃，保溫時間為100h，氧分壓為0.08atm的條件下熱處理，制備得到片層狀的Bi2223/Ag帶材。經申請人測量，本發明方法制備的Bi-2223帶材其臨界電流具有良好的電學性能。