[發明專利]一種顯著提高Bi2212超導材料臨界電流密度的方法

有效

• 申請號: 202111449107.0
• 申請日: 2021-11-30
• 公開（公告）號: CN114068098B
• 公開（公告）日: 2022-11-29
• 發明（設計）人: 李珍寶;劉國慶;姚凱
• 申請（專利權）人: 西北有色金屬研究院
• 主分類號: H01B12/00
• 分類號: H01B12/00;C04B35/453;C04B35/626
• 代理公司: 西安創知專利事務所 61213
• 代理人: 馬小燕

本發明公開了一種顯著提高Bi2212超導材料臨界電流密度的方法，該方法通過人工制備獲得14：24的AEC相，然后加入到Bi2212粉體中混勻得到混合粉末，采用混合粉末制備得到Bi2212超導材料。本發明將人工制備的14：24的AEC相加入到Bi2212粉體中制備Bi2212超導材料，有效控制了14：24的AEC相在Bi2212粉體中的加入量，從而在Bi2212粉體中定向并定量控制AEC相的含量，促進了Bi2212晶粒生長，使得Bi2212超導材料的臨界電流密度顯著提高，提高了Bi2212超導材料載流性能，操作簡單，成本低，可控性和可操作性強，有利于在Bi2212超導材料中的快速應用。

技術領域

本發明屬于高溫超導材料制備領域，具體涉及一種顯著提高Bi2212超導材料臨界電流密度的方法。

背景技術

國際上報道的高壓熱處理線材方法以及基于噴霧化學燃燒法制備Bi2212粉體等關鍵技術的使用雖然都顯著提高了Bi2212超導材料的臨界電流密度，但是Bi2212超導材料中使用的銀基體使其性價比依然居高不下。只有進一步提高Bi2212超導材料的臨界電流密度，才能進一步降低Bi2212超導材料的性價比，最終有力推動其在未來大型高場磁體中的應用進程。

已有研究發現Bi2212粉體中偶然生成的少量14：24的AEC相((Sr,Ca)₁₄Cu₂₄O_x)有助于促進Bi2212晶粒生長，從而提高Bi2212超導材料載流性能的現象，但是Bi2212中自發生成的第二相種類多，目前無法定向控制生成14：24的AEC相，且無法控制AEC相含量。目前，研究人員將主要精力集中在研究Bi2212中自發生成14：24的AEC相的本質機理上，目前尚未實現對Bi2212超導材料中14：24的AEC相的定向控制。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于針對上述現有技術的不足，提供一種顯著提高Bi2212超導材料臨界電流密度的方法。該方法將人工制備的14：24的AEC相加入到Bi2212粉體中制備Bi2212超導材料，有效控制了14：24的AEC相在Bi2212粉體中的加入量，從而在Bi2212粉體中定向并定量控制AEC相的含量，促進了Bi2212晶粒生長，使得Bi2212超導材料的臨界電流密度顯著提高，從而提高了Bi2212超導材料載流性能。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案為：一種顯著提高Bi2212超導材料臨界電流密度的方法，其特征在于，該方法通過人工制備獲得14：24的AEC相，然后加入到Bi2212粉體中混勻，得到混合粉末，采用混合粉末制備得到Bi2212超導材料；所述Bi2212超導材料包括Bi2212超導薄膜以及Bi2212超導線材，且Bi2212超導薄膜在77K時的臨界電流密度高達2189A/cm²，比未加入AEC相制備的Bi2212超導薄膜提高達4.4倍，Bi2212超導線材在77K時的臨界電流密度高達9070A/cm²，比未加入AEC相制備的Bi2212超導線材提高達15.6％。

不同于目前對Bi2212粉體中自發生成14：24的AEC相的本質機理的研究思路，本發明通過改變材料組分設計思路，采用人工制備14：24的AEC相，并加入到Bi2212粉體中混勻，基于混勻粉末制備得到Bi2212超導材料，有效控制了14：24的AEC相中的組成比例，以及14：24的AEC相在Bi2212粉體中的加入量，從而在Bi2212粉體中定向并定量控制AEC相的含量，有效促進了Bi2212晶粒生長，使得Bi2212超導材料的臨界電流密度顯著提高，從而提高了Bi2212超導材料載流性能。

上述的一種顯著提高Bi2212超導材料臨界電流密度的方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：

步驟一、通過共沉淀工藝或噴霧熱解工藝制備獲得14：24的AEC相；

步驟二、將步驟一中獲得的14：24的AEC相加入到Bi2212粉體中并攪拌混合均勻，得到混合粉末；