專利名稱：長壽命的釔系、混合稀土－鋇－銅－氧超導(dǎo)體的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種超導(dǎo)材料，特別是氧化物系超導(dǎo)材料。
超導(dǎo)材料就是在一定條件下(如低溫、低外磁場、低電流)電阻為零的材料，電阻為零的狀況叫超導(dǎo)態(tài)。這種材料在某一特定的溫度Tc附近其電阻突然消失的現(xiàn)象叫做超導(dǎo)現(xiàn)象，該材料稱為超導(dǎo)體。超導(dǎo)體從有限電阻的狀態(tài)(正常態(tài))向零電阻狀態(tài)(超導(dǎo)態(tài))的過渡稱為正常一超導(dǎo)轉(zhuǎn)變。發(fā)生轉(zhuǎn)變時溫度Tc稱為臨界溫度。
目前實(shí)用化的超導(dǎo)體，如Nb3Sn、NbTi、V3Ga等的超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度都非常低。一般都需要在液氦溫度下使用。1986年Bednorz和Muller(Z.Phys.B 64，1986，189)報導(dǎo)了La-Ba-Cu-O氧化物體系中Tc約為30K的超導(dǎo)體，趙忠賢等(科學(xué)通報No6，1987)報導(dǎo)了Y-Ba-Cu-O體系中Tc約為90-100K的超導(dǎo)體。在液氮溫區(qū)內(nèi)都有超導(dǎo)性，潘樹明等發(fā)現(xiàn)了“混合稀土-鋇-銅-氧超導(dǎo)體”。Tc為80-100K(見發(fā)明專利871045192)提供了一種原料來源廣的高溫超導(dǎo)體。但這些氧化物高溫超導(dǎo)體中抗?jié)裥院懿?，自然衰變也快，如何克服在空氣中與濕氣、水反應(yīng)造成失超現(xiàn)象并沒有解決。
本發(fā)明的目的是提出一種使釔系、混合稀土-鋇-銅-氧超導(dǎo)體在空氣中遇濕氣、水也仍有超導(dǎo)現(xiàn)象，而不失超，自然衰變又慢的超導(dǎo)體的制備工藝。
本發(fā)明提出的超導(dǎo)體為混合稀土-鋇-銅-氧系超導(dǎo)體，其成份包括熔化1∶2∶3的比例混合的RE2O3、BaO、CuO混合料，加熱至300-500℃，保溫2小時冷至室溫，研磨2小時，再加熱至960-990℃燒結(jié)20-28小時，隨后以1-8℃/h的速度冷卻至650-800℃，保溫5-8小時，降到室溫，再研磨1-3小時，再以重量百分比1-11％添加一種混合稀土氧化物，此混合稀土氧化物的配比是氧化鈰∶氧化釹＝100∶1?；旌暇鶆蚝笤?00-600℃預(yù)燒3-4小時，降到室溫使用1-4T/cm2的壓機(jī)壓成塊狀，將其放入爐內(nèi)，在940-980℃保溫16-20小時，降到650-780℃，保溫6-8小時，再降到380-450℃，保溫22-30小時，后降到室溫。即得到了燒結(jié)成的超導(dǎo)體。燒結(jié)體的熱處理熱處理溫度1000-1100℃，保溫10-50分鐘，再以30-50℃/h的速度降到980℃，再以1-4℃/h降到970℃保持12-16小時，再降到400-480℃保溫26-29小時，降到室溫。
本發(fā)明混合稀土可以是含鈰、錯極少的混合輕稀土、混合輕稀土中含少量重稀土元素，混合重稀土(含Tb要少)、混合重稀土中還含少量輕稀土(含Ce、Pr少)?？梢允荓a、Nd、Sm、Eu、Gd、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、Y，其中任意兩個元素的混合，可以是其中3個到12個任何幾種元素的混合。
用下列實(shí)施例進(jìn)一步說明本發(fā)明的實(shí)施方法及特點(diǎn)一、用氧化鋇、氧化銅、混合稀土氧化物為原料，按照混合稀土∶氧化鋇∶氧化銅＝1∶2∶3的重量比例研磨混勻，在爐中加熱至400℃，保溫2小時，冷至室溫，研磨，入爐升溫至980℃燒結(jié)26小時，隨后以6℃/h的速度冷卻至750℃保溫6小時，降到室溫，再研磨2小時，再配好氧化鈰∶氧化釹＝100∶1比例的氧化物混合物，將其以重量百分?jǐn)?shù)3.5wt％加入混勻，550℃預(yù)燒3.5小時，降溫至室溫，使用3.5T/cm2的壓機(jī)壓成塊狀，將其放入爐內(nèi)，在960℃保溫18小時，降到720℃，保溫7小時，再降到420℃保溫26小時，后降到室溫。入爐在1010℃保溫40分鐘，再以35℃/h的速度降到985℃，再以3℃/h的速度降到970℃保溫15小時，降到460℃保溫27小時，降到室溫。
二、按照Nd2O3、Ho2O3、Sm2O3、Y2O3、Er2O3各占20％混合好，以此混合稀土和氧化鋇、氧化銅的比例為1∶2∶3的重量比例混合均勻，用實(shí)例一的工藝可以制得液氮溫區(qū)長壽命的超導(dǎo)體。
權(quán)利要求
1.一種稀土-鋇-銅-氧體系的超導(dǎo)體，其特征是所述的稀土是混合稀土，所說的超導(dǎo)體中元素的重量百分比為稀土∶鋇∶銅＝1∶2∶3，再加入重量百分比1-11wt％的氧化鈰和氧化釹的混合物，氧化鈰∶氧化釹＝100∶1。
2.按照權(quán)利要求1所述的超導(dǎo)體，其特征是所說的混合稀土是含極少量的鈰、鐠的混合輕稀土。
3.按照權(quán)利要求1所述的超導(dǎo)體，其特征是所說的混合稀土是含極少量Tb的混合重稀土。
4.按照權(quán)利要求2所說的超導(dǎo)體，其特征是所說的混合稀土中還含有少量重稀土元素。
5.按照權(quán)利要求3所說的超導(dǎo)體，其特征是所說的混合稀土中還含有少量輕稀土元素。
6.按照權(quán)利要求1所述的超導(dǎo)體，其制備工藝特征如下混合料在爐中加熱至300-500℃，保溫2小時冷至室溫，研磨2小時，再加熱至960-990℃燒結(jié)20-28小時，隨后以1-8℃/h的速度冷卻至650-800℃，保溫5-8小時，降到室溫，再研磨1-3小時，再以重量百分比1-11％添加一種混合稀土氧化物，此混合稀土氧化物的配比是氧化鈰∶氧化釹＝100∶1?；旌暇鶆蛑?，在500-600℃預(yù)燒3-4小時，降到室溫使用1-4T/cm2的壓機(jī)壓成塊狀，將其放入爐內(nèi)，在940-980℃保溫16-20小時，降到650-780℃，保溫6-8小時，再降到380-450℃，保溫22-30小時，后降到室溫。即得到了燒結(jié)成的超導(dǎo)體。燒結(jié)體的熱處理熱處理溫度1000-1100℃，保溫10-50分鐘，再以30-50℃/h的速度降到980℃，再以1-4℃/h降到970℃保持12-16小時，再降到400-480℃保溫26-29小時，降到室溫。
全文摘要
本發(fā)明提出了一種新的制備混合稀土、釔系—鋇－銅－氧超導(dǎo)體的制備方法,按此方法即按稀土∶鋇∶銅=1∶2∶3比例配好后在制備工藝中添加一種1—11wt%(重量百分?jǐn)?shù))氧化鈰和氧化釹的混合物(二者比例為氧化鈰∶氧化釹=100∶1)通過多段燒結(jié),時效工藝后制得的超導(dǎo)體具有良好的抗?jié)裥?、耐水?防止性能退化,延長材料使用壽命。
文檔編號H01B12/00GK1254169SQ9812454
公開日2000年5月24日 申請日期1998年11月12日 優(yōu)先權(quán)日1998年11月12日
發(fā)明者潘樹明 申請人:潘樹明