[其他]超導氧化物和超導氧化金屬復合物的制備方法

無效

• 申請號: 88101708
• 申請日: 1988-03-26
• 公開（公告）號: CN88101708A
• 公開（公告）日: 1988-10-05
• 發明（設計）人: 格雷戈里·J·尤力克;約翰·B·范德山迪
• 申請（專利權）人: 麻省理工學院
• 主分類號: H01B12/00
• 分類號: H01B12/00;H01B12/02;H01L39/00
• 代理公司: 中國專利代理有限公司
• 代理人: 楊鋼,戎佩莊

本發明涉及超導材料。

超導體是一類低于一定臨界溫度Tc時對電子流基本上具有零電阻的材料。已知某些金屬氧化物，例如La_2-xBa_xCuO_4-y、La_2-xSr_xCuO_4-y、Ba₂YCu₃O_9-y等具有超導性。本發明者還發現銪鋇銅氧化物，其中銪、鋇和銅呈1、2、3比值，即EuBa₂Cu₃O_x，約在85°K轉變溫度時顯示超導性。理想的是這類氧化物以絲或薄膜狀來提供，它們的超導性能得到實際應用。

概括地說，本發明特征之一是使理想的超導氧化物的金屬元素組合成合金，再使合金氧化成超導氧化物。其中所述金屬元素選自La，Ba，Cu，Y和Sr;可以包括La、Ba和Cu;La、Sr和Cu;Y，Ba和Cu，Lu，Ba和Cu;Lu，Sr和Cu;其中較好為比值為1、2、3的銪、鋇和銅。該合金可制成絲、帶、板、棒或環狀。用來制造這些制品的固體合金可由液態產生，通過快速或常規固化處理技術生產出帶、粉末、薄片、錠坯、板或鑄造型材?？焖俟袒幚砑夹g包括熔料旋壓成帶，和用惰性氣體霧化處理成粉末或噴霧沉積。常規固化處理技術包括冷鑄、鑄錠、壓鑄和離心澆鑄。先對固體合金進行熱機械處理，使其構成最終的有用形狀，再氧化成超導氧化物。熱機械處理技術包括撥絲、擠壓、共擠壓、熱等壓和軋制。

該合金還可以在管、絲、棒或成形制品（如環）上形成較厚涂層形式提供。較厚合金涂可通過襯底金屬或合金坯與本合金粉末的共擠壓來形成，從而制成絲、棒或管，并且所述絲可繞金屬芯纏繞，以產生超導磁場。還可用等離子體噴涂或濺射把本合金組分涂敷在許多具有用形狀（如環型管）的襯底金屬或合金上，得到合金涂層。此外，可通過把襯底金屬或合金例如絲在本液態合金中熱浸得合金涂層。

氧化前的合金還可呈薄膜狀形成在金屬、絕緣體或半導體襯底上，如集成電路的約瑟夫森結裝置中所應用的。該合金薄膜可由化學氣相淀積、真空蒸發、濺射、分子束取向生長、離子束混合和離子注入法制成。

本發明的另一方面特征是超導氧化金屬復合物中的貴金屬相（指與形成的超導氧化物相比較，在反應條件下，所用的貴金屬的氧化物在熱力學上是不穩定的）與超導氧化物緊密混合達到所要求的機械性能。在最佳實施例中，貴金屬最初作為合金元素與氧化物的金屬元素一起存在，然后，在不引起貴金屬氧化而使氧化物的金屬元素轉變為超導氧化物的條件下，氧化該合金。貴金屬沉淀為基本上是純的細碎金屬相（而不作為第二氧化物相）該金屬相與最終復合物中的超導氧化物緊密混合，氧化物相在整個復合物中是連續的（或幾乎連續）。貴金屬可以是不同于氧化物中金屬元素的金屬元素，例如Au、Pt、Pd或Ag，并且還可以是過量的（化學計量）氧化物的金屬元素中的元素之一，如銅（這里所述的金屬元素同上文，其中也是比值為1、2、3的銪、鋇和銅較好）。超導氧化金屬復合物顯示出改進的機械性能（強度、韌性等），因為這些性能是取決于金屬相，而不是脆性氧化物相。同樣所述合金可在所述氧化步驟前成形，呈絲、帶、板、棒或環狀。成形可通過撥絲，擠壓，共擠壓，熱等壓或軋制等方法。也同樣可在所述氧化步驟前先形成合金涂層，涂層可由共擠壓，熱浸涂，噴霧沉積，濺射或等離子體噴涂制成。另外在氧化步驟前還可先形成合金薄膜，通過化學氣相沉積，真空蒸發，濺射，分子束取向生長，離子束混合或離子注入形成來制得薄膜。

適宜氧化物的實例在下述參考文獻中作了介紹，這里用作引證，作為本申請書的一部分。