[發(fā)明專利]用液相熔滲法制備單疇（Gd/Y）-Ba-Cu-O超導塊材的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410536807.7
• 申請日: 2014-10-13
• 公開（公告）號: CN104313692A
• 公開（公告）日: 2015-01-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李國政;鄧建華;董磊
• 申請（專利權(quán)）人: 天津師范大學
• 主分類號: C30B29/22
• 分類號: C30B29/22;C04B35/45;C04B35/505;C04B35/622
• 代理公司: 天津市杰盈專利代理有限公司 12207
• 代理人: 朱紅星

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于高溫銅氧化物超導材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及到一種用液相熔滲法制備單疇（Gd/Y）-Ba-Cu-O超導塊材的方法。

背景技術(shù)

高溫超導材料及其應用技術(shù)在能源、交通、國防、醫(yī)療技術(shù)和重大科學工程等方面具有重要的應用價值，其一直是國際上高新技術(shù)材料與高新技術(shù)應用研究領(lǐng)域中的熱點之一，具有很多潛在的，甚至是不可替代的應用前景。由于在液氮溫區(qū)（77K）具有更強的磁通釘扎能力及在高場下能保持更高的臨界電流密度（J_c），稀土基銅氧化物系列超導體（RE-Ba-Cu-O，RE=Y、Gd、Eu、Sm、Nd等）具有更好的應用價值，是高溫超導材料家族中最有應用潛力并最有可能盡早投入實際應用的超導體之一。

隨著研究的深入，人們發(fā)現(xiàn)，相比單一稀土元素的RE-Ba-Cu-O材料，含有兩種或多種稀土元素的（RE/RE’）-Ba-Cu-O或（RE/RE’/RE”）-Ba-Cu-O復合型超導體系具有更為優(yōu)越的性能，例如更高的自場J_c、明顯的第二峰值效應及更高的不可逆場。目前研究較多的有兩元稀土復合的（Gd/Y）-Ba-Cu-O、（Sm/Gd）-Ba-Cu-O、（Sm/Eu）-Ba-Cu-O以及三元稀土復合的（Nd/Sm/Gd）-Ba-Cu-O、（Nd/Eu/Gd）-Ba-Cu-O和（Sm/Eu/Gd）-Ba-Cu-O等。該類超導體的塊體材料目前均由頂部籽晶熔化生長（TSMG）方法制備，具體有以下兩種處理途徑（以（Gd/Y）-Ba-Cu-O為例）：（1）根據(jù)需要的Gd/Y復合比例分別制備出（Gd_xY_1-x）Ba₂Cu₃O_7-δ和（Gd_xY_1-x）₂BaCuO₅前驅(qū)粉，按照重量比或摩爾比混合，再進行高溫熔化及慢冷生長處理，得到單疇（Gd/Y）-Ba-Cu-O復合型超導塊材；（2）首先制備出標準組分的GdBa₂Cu₃O_7-δ和Y₂BaCuO₅前驅(qū)粉，再根據(jù)所需的Gd/Y復合比例將兩種前驅(qū)粉混合，進行高溫熔化及慢冷生長處理，得到單疇（Gd/Y）-Ba-Cu-O復合型超導塊材。可以看出，無論采用哪種處理方法，整個制備過程都要用到兩種前驅(qū)粉，這使得復合型超導塊材的制備流程較為繁復，周期很長，效率低而成本高。此外，由于在高溫熔化過程中坯體中的（Gd_xY_1-x）Ba₂Cu₃O_7-δ或GdBa₂Cu₃O_7-δ相會發(fā)生異質(zhì)熔化，樣品容易出現(xiàn)液相流失、收縮變形、內(nèi)部出現(xiàn)孔洞等問題，給樣品的完整生長和超導性能帶來不利的影響。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于提供一種步驟簡單、效率高且利于保持樣品形狀的、用液相熔滲法制備單疇（Gd/Y）-Ba-Cu-O超導塊材的方法。

解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案由下述步驟組成：

（1）合成（Gd_xY_1-x）₂BaCuO₅前驅(qū)粉：

將Gd₂O₃、Y₂O₃與BaO、CuO初始粉按摩爾比為x：（1-x）：1：1的比例混合均勻，用固相反應法制成（Gd_xY_1-x）₂BaCuO₅前驅(qū)粉；其中0.1≤x≤0.9；

（2）配制液相源粉：

將（Gd_xY_1-x）₂BaCuO₅前驅(qū)粉與BaO、CuO初始粉按摩爾比為1：9：15的比例混合均勻，作為液相源粉；

（3）壓制前驅(qū)塊：