[發明專利]高溫超導體

在審

• 申請號: 201611101139.0
• 申請日: 2016-12-05
• 公開（公告）號: CN108155286A
• 公開（公告）日: 2018-06-12
• 發明（設計）人: 房毅
• 申請（專利權）人: 山東元盛坤超導材料科技有限公司
• 主分類號: H01L39/12
• 分類號: H01L39/12;H01L39/24
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明的公開了一種Bi(pb)Sr(ca)?CuOx系超導材料，具有5或8.7倍鈣鈦礦晶胞超結構的相。

技術領域

本發明涉及Bi-Sr(Ca)-CuOx系高溫超導體。

背景技術

Bednorz和Müller已公開了鑭-鍶-銅氧化物系超導體，這類超導體具有以前從未達到過的由普通導體躍遷為超導體的高轉變溫度。釔-鋇-銅氧化物所達到的轉變溫度為70至90K。最近公開的另一系超導體，即鉍-鍶-鈣-銅氧化物業已進行了深入的研究，所研究的問題涉及燒結過程中，諸如燒結溫度、燒結時間和氧氣分壓力等燒結參數的影響。

上述第二種材料的制造是采用粉末原料，經混合、碾磨和冷壓后，置于氧化鋯板上，在微處理機控制的爐中進行燒結。在空氣中進行燒結的燒結溫度為800，860，880，900℃，燒結時間長達10小時。將金屬與試樣接觸，測量其電特性；通過測量材料周圍線圈的感應率測定各種材料的磁性。

發明內容

本發明的任務在于提供超過90K或等于105K的高轉變溫度的高溫超導材料的化學組分。

本發明的任務的材料是通過下列組分解決的，即：

其中，0.01＜x＜0.5，

0≤y＜x＜0.5，

0≤d，

0≤u，

d約等于2y或u，u為0.1至0.3，或u＝0.2±10％。該種材料除雜質外，不含有鉛，晶胞結構中基本上不含有鉍。

本發明的基礎是：

測量規定組分的分子式為BiSrCaCu2Ox系的超導材料試樣中電阻和電感的急速下降；測量零電阻與55至175K溫度的相關性。零電阻與溫度的相關曲線給出在空氣中和在860°至880℃溫度下經過長達10小時燒結的材料的電阻降低的兩個階段。采用相應的線性外推法得到超導相變的溫度值為100至105K。

這項結果被認為很容易重復，而且經過較長時間燒結的試樣也很容易沖壓。在900℃和900℃以上燒結溫度的試樣上，觀測到半導體性能。

在本發明范圍內所進行的廣泛研究，其目的在于從所研究的具有二相或多相結構的材料中，能夠研制出一種其結構可得到轉變溫度為100至105K的超導材料。

本發明的另一基礎在于上述材料是多相的，而且兩種超導材料共存，其中之一具有上述的高轉變溫度。

本發明人成功地發現，具有大約105K轉變溫度的這種材料至少主要是由鉍-鍶-鈣-銅氧化物系的相，尤其是由鉛部分取代鉍的材料組成的。從《科學》(Science，239卷，1988年2月，1015-1016頁，尤其是圖3)已知，含有規定組分氧化鉍-鍶-鈣-氧化銅系的超導材料具有層狀結構，其氧化鉍層與由氧化鍶-氧化銅-氧化鈣(鍶)-氧化銅-氧化鍶組成的層序可以互相置換。

在導致本發明的研究中確認，晶格常數a＝0.54nm和C＝3nm(由電子顯微鏡衍射測定)的相，即與由上述出版物公開的相一樣，具有80K的轉變溫度。但是還確認了存在另一個相，其晶格常數a也等于0.54nm，而晶格常數C＝3.6nm，更精確地說為3.7～3.8nm。更深入的研究還進一步了解到，這個相除了技術上具有特殊優點的超導特性之外，還具有105K的更高的轉變溫度。

這種超導材料具有至今所分析的A-面心正交對稱的正交晶格。在<010>軸中的電子顯微鏡衍射圖能分辨出A-面心正交晶格和F-面心正交晶格。