[發明專利]一種表面籽晶與內部籽晶聯合制備圓柱形釔鋇銅氧超導塊材的熔滲生長法

在審

• 申請號: 202211599689.5
• 申請日: 2022-12-12
• 公開（公告）號: CN116024661A
• 公開（公告）日: 2023-04-28
• 發明（設計）人: 楊萬民;武婷婷
• 申請（專利權）人: 陜西師范大學
• 主分類號: C30B29/22
• 分類號: C30B29/22;C30B11/14;C30B33/00;H01B12/00
• 代理公司: 西安賽嘉知識產權代理事務所(普通合伙) 61275
• 代理人: 王偉超

本發明提供了一種表面籽晶與內部籽晶聯合制備圓柱形釔鋇銅氧超導塊材的熔滲生長法，該方法將籽晶同時置于圓柱形固相先驅塊的內部和表面，利用表面與內部籽晶聯合誘導大尺寸圓柱形釔鋇銅氧超導塊材的生長。這種表面多籽晶與內部多籽晶聯合的方法大大縮短了大尺寸圓柱形釔鋇銅氧超導塊材的制備時間，同時改善了表面多籽晶熔滲生長法制備的圓柱形釔鋇銅氧超導塊材樣品存在的斷裂強度低、超導性能及均勻性較差的問題，提高了制備大尺寸圓柱形釔鋇銅氧超導塊材的效率、以及樣品的斷裂強度和超導性能。

技術領域

本發明屬于高溫銅氧化物超導材料技術領域，具體涉及一種表面籽晶與內部籽晶聯合制備圓柱形釔鋇銅氧超導塊材的熔滲生長法。

背景技術

釔鋇銅氧(YBCO)超導塊材由于其較高的臨界溫度、較好的自穩定懸浮性、和較大的磁場捕獲能力被廣泛應用于微型永磁體、超導電機、飛輪儲能裝置等領域。YBCO超導塊材的超導磁性能，比如懸浮力和捕獲磁場，與晶體的尺寸成正比，因此制備大尺寸的YBCO超導塊材對于其工業化的應用是非常有必要的。然而，由于YBCO晶體生長速率較慢、加工時間較長，利用表面單籽晶熔滲生長法(SIG)制備大尺寸的YBCO超導塊材是比較困難的。基于此，科研工作者提出了表面多籽晶熔滲生長法來制備大尺寸的YBCO超導塊材。但由于表面多籽晶熔滲生長法制備的YBCO超導塊材存在較多的疇界，疇界之間的弱連接會嚴重影響YBCO超導塊材的超導性能和機械性能。

發明內容

本發明的目的是提供一種表面籽晶與內部籽晶聯合制備圓柱形釔鋇銅氧超導塊材的熔滲生長法，利用表面與內部籽晶聯合誘導圓柱形大尺寸超導塊的生長，大大縮短了大尺寸圓柱形釔鋇銅氧超導塊材的制備時間，同時改善了表面多籽晶熔滲生長法制備的圓柱形釔鋇銅氧超導塊材樣品存在的斷裂強度低、超導性能及均勻性較差的問題，提高了制備大尺寸圓柱形釔鋇銅氧超導塊材的效率、以及樣品的斷裂強度和超導性能。

為達上述目的，本發明提供了一種表面籽晶與內部籽晶聯合制備圓柱形釔鋇銅氧超導塊材的熔滲生長法，包括如下步驟：

S1：配制固相先驅粉與液相先驅粉；

S2：制備釹鋇銅氧籽晶；

S3：利用固相先驅粉與釹鋇銅氧籽晶壓制固相先驅塊，釹鋇銅氧籽晶位于固相先驅塊的內部；

S4：制備液相先驅塊；

S5：制備Yb₂O₃傳輸層與Yb₂O₃支撐塊；

S6：裝配坯體

首先取Al₂O₃墊片、若干MgO單晶塊、Yb₂O₃支撐塊、液相先驅塊、Yb₂O₃傳輸層、固相先驅塊與若干釹鋇銅氧籽晶，然后再在Al₂O₃墊片上表面自下而上以軸對稱的方式依次放置MgO單晶塊、Yb₂O₃支撐塊、液相先驅塊、Yb₂O₃傳輸層、固相先驅塊與若干釹鋇銅氧籽晶；

S7：利用熔滲生長法將坯體生長成的所有單疇釔鋇銅氧晶粒取向一致的織構釔鋇銅氧塊材；

S8：對織構釔鋇銅氧塊材進行滲氧處理制成釔鋇銅氧超導塊材。

進一步的，所述固相先驅粉的制作方法為：

將BaCO₃與CuO按摩爾比1：1混合，用固態反應法制成BaCuO₂粉；再將Y₂O₃與BaCuO₂粉按摩爾比1：1.2混合，作為固相先驅粉。