[發明專利]基于高熱穩定性薄膜作籽晶的再回收廢棄超導塊材方法

有效

• 申請號: 201210111194.3
• 申請日: 2012-04-16
• 公開（公告）號: CN102703981A
• 公開（公告）日: 2012-10-03
• 發明（設計）人: 姚忻;許恒恒;程玲;顏士斌;于德京
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: C30B29/22
• 分類號: C30B29/22;C30B11/14
• 代理公司: 上海旭誠知識產權代理有限公司 31220
• 代理人: 鄭立

技術領域

本發明涉及一種基于高熱穩定性薄膜作籽晶的再回收廢棄超導塊材方法，尤其涉及一種基于NdBCO/YBCO/MgO薄膜作熔融生長籽晶再回收廢棄超導塊材的方法。屬于超導材料再生長回收方法技術領域。

背景技術

自從科學家發現REBa₂Cu₃O_z(簡稱REBCO、RE123、稀土鋇銅氧)這種具有巨大應用前途的高溫超導材料以來，其過高的制備成本一直制約其發展，而昂貴的材料成本，如稀土元素粉末，銀、鉑貴金屬等是造成超導塊體材料制備成本過高的因素之一。另外，REBCO塊材常規的熔融批量生長工藝的失敗率達30％，嚴重局限其大規模的利用。而這些熔融生長(Melt?Textured?Growth，簡稱MTG)失敗的廢棄REBCO塊材，若能加以再回收利用，其本身含有的材料資源將為減小制備成本帶來巨大功效。因此，為了追求更高的資源利用率、節約成本，如何再回收廢棄的REBCO塊材，一直是一個熱門的研究課題。

經過對現有技術的檢索發現，目前再回收利用廢棄REBCO塊材，主要是使用重新粉碎碾磨處理和覆蓋新鮮粉末塊的方法。例如K.Iida等人提到(K.Iida，K.etc.，Recycling?process?for?123-type?bulk?superconductors.Physica?C?469(2009)1153-1156)可以將廢棄的摻銀的GdBCO(釓鋇銅氧GdBa₂Cu₃O_z，簡稱GdBCO或Gd123)重新粉碎碾磨得到回收的粉末，再將粉末用于MTG生長得到摻銀的GdBCO。再如Y.Shi等人提到(Y.Shi，A.R.Dennis，etc.，A?simple?method?for?recycling?GdBCO-Ag?single?grain?bulk?superconductors.Supercond.Sci.Technol.24(2011)075010)可以將廢棄的摻銀的GdBCO塊體頂面(籽晶所在面)磨平，再將同廢棄塊體組分一致的新鮮粉末塊覆蓋于磨平面，如此經歷一個MTG過程，回收廢棄的摻銀GdBCO塊體。

但是，以上兩種處理方法都存在不足之處。重新粉碎碾磨處理廢棄REBCO塊體的方法耗能耗時，過程復雜；并且碾磨過程中需要使用各種化學試劑，使得回收后的粉末較新鮮粉末的性能有所下降；并且，在MTG過程中需要經歷更高的溫度才能回收成功。覆蓋新鮮粉末塊的方法需要再消耗新鮮粉末，且處理過程仍有待簡化。

另外，許恒恒等人提到(H.H.Xu，Y.Y.Chen，etc.，YBCO-buffered?NdBCO?film?with?higher?thermal?stability?in?seeding?REBCO?growth.Supercond.Sci.Technol.25(2012)035014)NdBCO/YBCO/MgO薄膜具有較高熱穩定性，比普通NdBCO/MgO薄膜相比，其過熱度提高了20K，在MTG中可承受的最高溫度為1120℃，其對誘導REBCO塊體極為有利。

發明內容

有鑒于現有技術的上述缺陷，本發明所要解決的技術問題是提供一種基于高熱穩定性薄膜作籽晶的再回收廢棄的稀土鋇銅氧(REBCO)超導塊材的方法。

為實現上述目的，本發明提供了一種基于NdBCO/YBCO/MgO高熱穩定性薄膜作熔融生長籽晶的再回收廢棄超導塊材的方法。在本發明方法中，以NdBCO/YBCO/MgO薄膜作為籽晶，其剪切容易，可輕易獲得理想的籽晶大小，并且其性質穩定可靠。

具體地，本發明的再回收方法以NdBCO/YBCO/MgO薄膜作為熔融生長籽晶，先將廢棄的稀土鋇銅氧(REBCO)超導塊體材料頂面磨平，再將其整個廢棄的塊材連同籽晶一起放入爐中進行MTG生長，從而實現廢棄REBCO塊材的再回收。

本發明的基于NdBCO/YBCO/MgO高熱穩定性薄膜作籽晶的再回收廢棄超導塊材方法，適用于REBCO(RE為Sm、Gd、Y)廢棄塊材和摻銀的REBCO(RE為Sm、Gd、Y)廢棄塊材的再回收。

本發明所選用的NdBCO/YBCO/MgO薄膜可為市售商品，其具體制作方法可參考文獻Supercond.Sci.Technol.25(2012)035014。

在本發明的具體技術方案中，基于高熱穩定性薄膜作籽晶的再回收廢棄超導塊材的方法包括如下步驟：