[發明專利]一種BaNaFe2Se2的鐵基超導線材的制備方法

有效

• 申請號: 202011284545.1
• 申請日: 2020-11-17
• 公開（公告）號: CN112466555B
• 公開（公告）日: 2022-07-08
• 發明（設計）人: 李飛;高翔;劉小剛;吳凡;張奇博;朱建東
• 申請（專利權）人: 中國科學院合肥物質科學研究院
• 主分類號: H01B12/04
• 分類號: H01B12/04
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責任公司 11251
• 代理人: 鄧治平

本發明提出一種BaNaFe2Se2的鐵基超導線材的制備方法，步驟如下：步驟1，在惰性氣氛下，先將Ba和Se，Na和Se，Fe和Se分別按照原子配比的比例放入的球磨機中進行球磨混合；步驟2，在惰性氣氛下，將BaSe，NaSe，Fe2Se金屬粉末進行熱處理，再冷卻至室溫得到金屬固體化合物；步驟3，放入到球磨機中研磨成粉，再放入到密封的坩堝中，進行二次熱處理，冷卻至室溫后，再研磨成粉；步驟4，將BaSe，NaSe，Fe2Se粉末稱重混合，同時加入NaSe放入到球磨中研磨混合；步驟5，將混合粉末，進行熱處理、燒結、研磨成粉；步驟6，將金屬粉填充到金屬管套內，兩端再用金屬堵頭封住，得到金屬復合管；步驟7，通過旋鍛機制成金屬線材；步驟8，通過熱等靜壓熱處理后，得到最終的BaNaFe2Se2鐵基超導線材。

技術領域

本發明涉及超導材料領域，尤其涉及一種鐵基超導導線的制備方法。

背景技術

鐵基超導體是指化合物中含有鐵，在低溫時具有超導現象，且鐵扮演形成超導的主體的材料。2006年日本東京工業大學細野秀雄教授的團隊發現第一個以鐵為超導主體的化合物LaFeOP，打破以往普遍認定鐵元素不利形成超導迷思。

2008年1月9日，細野秀雄教授的團隊再度發現鐵基層狀材料La[O1-xFx]FeAs(x＝0.05–0.12)在絕對溫度26K時存在超導性。2008年2月26日，細野團隊又發現其在絕對溫度43K的超導性。從此研究鐵基超導體便在世界上形成一股熱潮。

在過去的十幾年中，鐵基超導體(IBS)及其電線和帶材已成為超導體未來高場應用的有吸引力的候選材料。與銅氧化物超導體相比，它們具有較高的臨界溫度Tc，較大的上臨界場Hc2和相對較低的各向異性γ，這對于良好的高場性能是有利的。在IBS中， (AE'，K)Fe2As2(AE'＝Ba，Sr)的122型化合物被認為是具有高Tc(38K)的實用材料。這些特性以及出色的晶界特性使其與其他候選材料相比具有吸引力。但該體系組成元素中含有K和As危險元素，不僅在制備過程中存在一定的安全隱患，而且一定程度上也會影響大規模的批量生產。同時該體系組成元素多，成相復雜，合成溫度高，這些因素都會影響線材最終的強度和傳輸性能。因此需要開發出一種鐵基超導線材，在不含有危險金屬元素的同時，成相致密，性能參數優良，使其適用于未來超導線材的制備。

發明內容

本發明的目的是克服上述現有技術的缺點，提出一種制備鐵基超導導線的制備方法，本發明一種BaNaFe2Se2的鐵基超導線材的制備方法，包括以下步驟：

步驟1，在惰性氣氛下，先將金屬純度＞99％的Ba和Se，Na和Se，Fe和Se分別按照原子配比為1:1,1：1,2:1的比例放入的球磨機中進行球磨混合；

步驟2，在惰性氣氛下，將步驟1混和好的BaSe，NaSe，Fe2Se金屬粉末，進行熱處理，再冷卻至室溫得到金屬固體化合物；

步驟3，將步驟2得到的三種金屬固體化合物，放入到球磨機中研磨成粉，再放入到密封的坩堝中，進行二次熱處理，冷卻至室溫后，再研磨成粉；

步驟4，將步驟3得到的BaSe，NaSe，Fe2Se粉末，按照重量比為0.6:0.4：1的比例稱重混合，同時加入額外的0.1-0.2比例NaSe，以補償合成過程中Na和Se的損失，放入到球磨中研磨混合，得到混合粉末；

步驟5，將步驟4得到混合粉末，進行熱處理、燒結得到金屬塊，再研磨成粉；

步驟6，將步驟5得到的金屬粉填充到金屬管套內，兩端再用金屬堵頭封住，得到金屬復合管；

步驟7，將步驟6得到的金屬復合管通過旋鍛機制成金屬線材；

步驟8，將步驟7得到的金屬線材，通過熱等靜壓熱處理后，得到最終的BaNaFe2Se2鐵基超導線材。