[其他]液氮溫區(qū)超導(dǎo)線材，帶材及其制法

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 87102731
• 申請(qǐng)日: 1987-04-14
• 公開（公告）號(hào): CN87102731A
• 公開（公告）日: 1988-12-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 朱道本;王德禧;吳培基;劉杰三;陳德俊;候可悅;姚幼新;方萬全;武小軍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院化學(xué)研究所
• 主分類號(hào): C22C29/12
• 分類號(hào): C22C29/12;C22C1/04;B22F3/16;H01B12/00
• 代理公司: 中國科學(xué)院專利事務(wù)所
• 代理人: 嚴(yán)舫,許淑芳

本發(fā)明是屬于釔鋇銅氧化物體系的液氮溫區(qū)超導(dǎo)材料及其制備工藝。

自從1986年4月瑞士科學(xué)家柏茲（J.G.Bednorz）和繆勒（K.A.Müller）首先發(fā)現(xiàn)鋇銅氧化物超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度有可能達(dá)到30k〔Z.Phys.B.Condensed Matt，64（1986）189〕以來，人們積極尋找新的高臨界溫度超導(dǎo)體。1987年2月15日美國報(bào)導(dǎo)朱經(jīng)武獲得了起始轉(zhuǎn)變溫度為98k的超導(dǎo)體〔報(bào)刊報(bào)導(dǎo)〕。中國趙忠賢等于1987年2月20日宣布在液氮溫區(qū)發(fā)現(xiàn)超導(dǎo)釔鋇銅氧化物體系〔Kexue Tongbao，No.6（1987）〕。液氮溫區(qū)超導(dǎo)體的出現(xiàn)，引起了人們普遍關(guān)心如何盡快地開發(fā)其應(yīng)用。

目前，關(guān)鍵問題是如何將上述金屬氧化物超導(dǎo)物質(zhì)制作成材，即制成線材、帶材、薄膜等提供可能的實(shí)際應(yīng)用。1987年3月日本東京大學(xué)工學(xué)部研制成鍶銅氧化物體系的薄膜超導(dǎo)材料，起始轉(zhuǎn)變溫度為40k，10k時(shí)出現(xiàn)零電阻〔報(bào)刊報(bào)導(dǎo)〕。1987年3月24日中國科學(xué)院物理所宣布研制成超導(dǎo)薄膜，起始轉(zhuǎn)變溫度89.5k，零電阻溫度20k。又據(jù)日本報(bào)導(dǎo)，日本科學(xué)家已用金屬銅管和陶瓷超導(dǎo)材料一起拉制成線材。

本發(fā)明是研制成可供在液氮溫區(qū)使用的超導(dǎo)線材和帶材，提供這些類型材料的一整套工藝方法，包括超導(dǎo)粉料的制備、表面處理、擠出料的配制、擠壓成材和成型品的熱處理等。

本發(fā)明的目的是尋找對(duì)上述金屬氧化物超導(dǎo)物質(zhì)制備和加工成各種形狀諸如纖維、線、帶、膜等和不同規(guī)格尺寸諸如一定直徑、形狀、厚度和長度等可供實(shí)際使用的材料，以期應(yīng)用于諸如電力輸送、信息能量傳遞、超導(dǎo)磁鐵、磁懸浮列車等方面。現(xiàn)在完成了線材和帶材的制備工藝方法，提供有可能使用的這些超導(dǎo)材料。

本發(fā)明的基本構(gòu)思和主要技術(shù)構(gòu)成如下：

目前所發(fā)現(xiàn)的液氮溫區(qū)的釔鋇銅氧體系的超導(dǎo)金屬氧化物是堅(jiān)硬又脆的含有細(xì)微多孔的陶瓷，很難直接加工成材。本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思正是針對(duì)這一關(guān)鍵問題，采用釔鋇銅氧體系先通過高分子化合物粘接，變成容易加工成不同形狀，尺寸的前軀體，然后進(jìn)行熱處理制成具有在液氮溫區(qū)呈現(xiàn)超導(dǎo)的線材和帶材。實(shí)踐證明這種構(gòu)思方案是成功的和可行的。

本發(fā)明采用一套特殊的制備加工方法，可制成質(zhì)量均一的線材和帶材。這些材料產(chǎn)品具有如下技術(shù)特征：（1）在形狀規(guī)格方面，線材的直徑為50μm～10mm，為不同粗細(xì)連續(xù)長絲，有一定強(qiáng)度;帶材的厚度為50μm～10mm。（2）釔-鋇-銅氧化物超導(dǎo)粉的混合比例分別采用0.2～1.8∶0.2～1.8∶1重量份數(shù)。（3）線材、帶材和薄膜的擠出料配比為：超導(dǎo)金屬粉∶高分子粘合劑溶劑＝100%∶3-8%，溶劑或增塑劑適量。高分子粘合劑包括聚乙烯醇，聚烯烴（聚乙烯、聚丙烯等），聚苯乙烯，聚甲基丙烯酸甲酯，聚醋酸乙烯脂，某些合成橡膠（乙丙橡膠、順丁橡膠、丁二烯橡膠、丁基橡膠，丁苯橡膠等）。所說的溶劑或增塑劑可為石油醚、環(huán)己酮、甲乙酮、乙醚，苯、甲苯、二甲苯、二甲基甲酰胺，二甲基乙酰胺、苯二甲酸酯（鄰苯二甲酸二辛酯，鄰苯二甲酸二丁酯等）。（4）這些類型的線材產(chǎn)品達(dá)到的性能指標(biāo)：經(jīng)四探針法電阻與溫度關(guān)系測(cè)試和交流磁化率與溫度關(guān)系測(cè)定，均在液氮溫區(qū)呈現(xiàn)出超導(dǎo)性，即在100k發(fā)生超導(dǎo)起始轉(zhuǎn)變，于83.7k出現(xiàn)零電阻和抗磁性（見附圖）。

本發(fā)明提供了一整套制備和加工上述超導(dǎo)材料的新技術(shù)工藝。包括超導(dǎo)粉料的制備，超導(dǎo)粉料的表面處理，線、帶材的擠出料配制和成型品的熱處理。

（1）超導(dǎo)粉料的制備：

本發(fā)明制備Y-Ba-Cu氧化物體系超導(dǎo)粉料，可采用干法或濕法兩種。干法是Y₂O₃，BaO和CuO以適當(dāng)比例（分別為0.3～1.8∶1.1～1.8∶1重量份數(shù)），進(jìn)行機(jī)械混合，在大氣中于850～1100℃燒結(jié)4～8小時(shí)，自然降溫和粉碎，反復(fù)進(jìn)行數(shù)次上述工藝。濕法是將混合鹽溶液（Y，Ba和Cu的比例＝0.2～1.6∶1重量份數(shù)）經(jīng)草酸鹽共沉淀法，得到細(xì)粉料，洗滌、干燥，然后在溫度850～1100℃范圍內(nèi)經(jīng)過4～8小時(shí)的燒結(jié)，制成超導(dǎo)粉料。

（2）超導(dǎo)粉料表面處理：

以超導(dǎo)粉料重量3～7%的石蠟和7～3%硬脂酸，在硬脂酸熔點(diǎn)以上（80℃）進(jìn)行攪拌混合。

（3）線材、帶材擠出料的制備：