[發明專利]一種高致密度PSMS超導帶材的制備方法

有效

• 申請號: 202010457815.8
• 申請日: 2020-05-26
• 公開（公告）號: CN111547769B
• 公開（公告）日: 2022-08-30
• 發明（設計）人: 潘熙鋒;莊彬;羅文宇;許濤;林鶴
• 申請（專利權）人: 合肥夸夫超導科技有限公司
• 主分類號: H01F41/02
• 分類號: H01F41/02;C01G39/00;H01B13/00;H01B12/04
• 代理公司: 福州君誠知識產權代理有限公司 35211
• 代理人: 戴雨君

本發明公開了一種高致密度PSMS超導帶材的制備方法，主要以PbS、SnS、MoS₂和Mo粉為原料，按照化學計量比(Pb_1?xSn_x)Mo₆S₈（x=0.01~1）稱取粉末，該粉末經球磨混合后封裝在真空石英管中燒結，獲得PSMS超導體粉末；隨后將PSMS超導體粉末經反復球磨后，獲得納米級的PSMS粉末，并將其裝入金屬Mo管加工成單芯棒，再經多芯組裝加工成線材，隨后通過連續熱軋成帶材，最后經熱處理后，獲得高致密度、晶粒連接性好且臨界電流密度高的(Pb_1?xSn_x)Mo₆S₈超導帶材。本發明通過采用納米級的粉末作為前驅粉，并通過帶材連續熱軋和高溫短時間熱處理，改善晶粒連接性，從而顯著提高了線材的臨界電流密度。該方法簡單，適合于超導長帶的制備，有利于大規模的推廣應用，有著巨大的商業價值。

技術領域

本發明屬于低溫超導材料技術領域，具體涉及一種高致密度(Pb_1-xSn_x)Mo₆S₈（簡稱：PSMS）超導帶材的制備方法。

背景技術

低溫超導材料是指工作在液氦溫度（4.2 K）的超導體，它們的超導轉變溫度（T_c）通常在25 K以下，在超導機理上滿足BCS理論。Nb-Ti和Nb₃Sn超導體是目前應用最廣泛的低溫超導材料；Nb-Ti的T_c為9.8 K，上臨界磁場（H_c2）在4.2 K下為10.8 T；Nb₃Sn的T_c為17-18K，H_c2在4.2 K下為21.5T。

Nb-Ti是屬于二元金屬合金超導體，線材加工比較容易，性能穩定，且成本低廉，因此被廣泛應用于制作10 T以下超導磁體；例如：核磁共振成像儀（MRI）超導磁體（1.5 T、3 T或者7 T）、高能粒子加速器磁體（小于5 T）等。Nb₃Sn屬于金屬間化合物超導體，比較脆，不易加工，因此通常被制作成Cu、Nb、Sn等多種金屬組元的復合線材，繞制成磁體線圈后，經過成相熱處理，從而制作成超導磁體。由于Nb₃Sn超導體H_c2比Nb-Ti高，它通常用于制作磁場強度在10 T以上、21.5 T以下的超導磁體。

尋找具有更高上臨界磁場H_c2，易于加工、且能滿足更高磁場超導磁體應用的超導材料是科學家們一直持續在努力的工作。高溫超導材料通常具有較高的超導轉變溫度，例如：Bi-2223超導體T_c為135 K，Bi-2212超導體T_c為85 K，YBCO超導體T_c為92 K，鐵基122相超導體T_c為38 K，而且他們也大都具有非常高的H_c2，甚至可達到200 T。但是，目前大多數高溫超導體在20 T以上強磁場領域應用仍然存在較多問題；例如，原材料成本高、制作難度大，磁體的失超保護方式存在困難等。