[發明專利]制備(Ba/Sr)1-xKxFe2As2超導線材或帶材的方法有效
| 申請號： | 201410422409.2 | 申請日： | 2014-08-25 |
| 公開（公告）號： | CN104217817A | 公開（公告）日： | 2014-12-17 |
| 發明（設計）人： | 董持衡;馬衍偉;張現平;姚超;林鶴;王棟樑;張謙君 | 申請（專利權）人： | 中國科學院電工研究所 |
| 主分類號： | H01B13/00 | 分類號： | H01B13/00 |
| 代理公司： | 北京科迪生專利代理有限責任公司 11251 | 代理人： | 關玲 |
| 地址： | 100190 *** | 國省代碼： | 北京;11 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 制備 ba sr sub fe as 超導 線材 方法 | ||
技術領域
本發明涉及一種(Ba/Sr)1-xKxFe2As2超導線材或帶材的制備方法。
背景技術
2008年發現的鐵基超導體為超導應用的發展帶來新的契機。其中，FeAs-122超導材料具有Tcmax～38K的超導轉變溫度，且各向異性小，上臨界磁場高，使得其在超導輸電及超導磁體領域具有廣闊的應用前景。鐵基超導材料屬于陶瓷結構，脆性較高，塑性加工比較困難。因此，粉末裝管法(PIT法)成為制備鐵基超導線材或帶材的首選技術途徑。PIT法是將原始粉末混合均勻后裝填在金屬管中，然后通過旋鍛、拉拔、軋制等冷加工工序將金屬管塑成線材或帶材的方法，已經廣泛應用于Bi-2223和MgB2超導線材或帶材的制備。目前，國際上一般將Ba/Sr顆粒、K塊、Fe粉和As粉作為原料物，通過球磨混合之后，高溫燒結合成(Ba/Sr)1-xKxFe2As2超導先驅粉[Sci.Rep.4,4465(2014),Supercond.Sci.Tech.26,115007(2013)]。然而，由于Ba/Sr顆粒較大，質地較硬，而K塊質地較軟，球磨法難以將原材料充分混合均勻，導致先驅粉中超導相不均勻，不利于超導臨界電流的提高。最近，多次軋制燒結的方法被用來增強Ba1-xKxFe2As2超導帶材的高場載流能力，冷壓法、熱壓法也被應用于FeAs-122超導帶材的制備[Appl.Phys.Lett.104,202601(2014)]。然而，以上方法或者工藝繁復，或者依賴于高壓設備，并不適用于低成本、規模化工業生產。因此，需要開發出一種工藝簡單的高性能鐵基超導線材或帶材制備方法，降低生產成本，提高生產效率。
發明內容
為了簡化FeAs-122鐵基超導線材或帶材的制備工藝，降低其對高壓設備的依賴性，本發明提出一種制備(Ba/Sr)1-xKxFe2As2超導線材或帶材的方法。本發明方法能有效提高(Ba/Sr)1-xKxFe2As2先驅粉質量，提高超導相的純度和均勻性，增強超導芯織構度及致密度，從而提高(Ba/Sr)1-xKxFe2As2線材或帶材的臨界電流密度。本發明方法工藝簡單，成本低廉，適合于大規模工業生產。
一種制備(Ba/Sr)1-xKxFe2As2超導線材或帶材的方法，其特征在于，所述制備方法的工藝步驟如下：
1、利用石英管封管法制備(Ba/Sr)As中間產物和KAs中間產物：
將Ba或Sr顆粒與As粉按照(Ba/Sr):As＝1:1的摩爾比混合均勻，再將混合后的粉末置于剛玉套內，真空密封于石英管中并進行熱處理，得到(Ba/Sr)As中間產物。將K塊與As粉按照K:As＝1:1的摩爾比混合均勻，再將混合后的粉末置于剛玉套中，真空密封于石英管內并進行熱處理，得到KAs中間產物。
2、采用金屬管封管法合成(Ba/Sr)1-xKxFe2As2先驅粉：
取步驟1制得的(Ba/Sr)As中間產物和KAs的中間產物，與Fe粉、As粉按照(Ba/Sr)As:KAs:Fe:As＝(1-x):(x+0.1):2:0.9的摩爾比混合均勻，x為化學式(Ba/Sr)1-xKxFe2As2中的x。將混合后的粉末填入Nb管中，Nb管兩頭用銅堵頭密封，再在Ar氣氛圍中將Nb管置于鐵管中，并用氬弧焊密封。最后對鐵管進行熱處理得到(Ba/Sr)1-xKxFe2As2先驅粉。
3、制備超導線材或帶材：
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