[发明专利]片层状结构的铋系高温超导带材及制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及超导材料的制备工艺，特别涉及的是一种银或银合金片与超导粉片相间排列的铋系高温超导带材及其制备方法。

背景技术

铋系高温超导带材是目前唯一商业化生产并大规模应用的高温超导材料，目前生产中普遍采取粉末装管法制备铋系高温超导带材。该方法在实际操作中一般采用银或银合金作为超导导线的基体，将超导粉放在银或银合金套管里拉拔、轧制并热处理从而得到可以使用的超导带材。一般来说，此类工艺生产过程中超导芯数越多带材的电学性能越好，这主要是因为超导电流从银和超导粉的界面传输，而芯数越多，银与超导粉接触面积越大从而造成带材的电学性能较好。

除了增加芯数以外，还有采用将超导粉中掺入银颗粒后用PIT法制备出超导带材的方法，这种方法银颗粒在经过机加工和热处理后会形成带状结构，增加了超导粉与银的接触面积，从而提高了带材的电学性能；另外还有采用通过在多芯带材的芯与芯之间添加前驱粉的方法，以增加银与超导粉的接触面积。

上述方法虽然可以提高铋系高温超导带材的电学性能，但是提高幅度并不大，也不能更多的提高银与超导粉的接触面积，不能应用于实际的工业生产中。

所以，采取有效方法提高银与超导粉的接触面积对提高带材的电学性能有着非常重要的意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种片层状结构的铋系高温超导带材及制备方法。本发明制备工艺非常简单，易于实现并可大规模应用到商业生产，本发明所述的带材，银与超导粉接触面积较大，能显著提高带材的电学性能。

本发明的技术方案是片层状结构的铋系高温超导带材，所述带材的结构为铋锶钙铜氧系超导粉片、银或银合金片相间排列，最外层包裹银或银合金。

所述铋锶钙铜氧系超导粉片的长度和宽度与银或银合金片的长度和宽度相等。

所述铋锶钙铜氧系超导粉片的厚度与银或银合金片的厚度相等或不相等。

铋系高温超导带材的制备方法，其特征在于有以下步骤：

1)将铋锶钙铜氧系超导粉压制成薄片状；

2)将银或银合金轧制成薄片状片；

3)将若干超导粉片与银或银合金片相间排列叠放，放入长方体银或银合金管中；

4)将步骤3)得到的管进行多道次轧制；

5)将轧制后的带材在温度为700～840℃，氧分压为0.01～0.21atm的条件下保温1～150小时条件下热处理，可制备出片层状结构的铋系高温超导带材。

步骤5)中所述的轧制的总变形量为20％～95％。

采用本发明方法制备出的带材可以显著提高银与超导粉的接触面积，从而提高了铋系高温超导带材的电学性能。本发明生产工艺简单，易于用于工业生产中。

本发明适用于铋系高温超导带材的制备。

本发明所采用的铋锶钙铜氧系超导粉为Merck公司生产的前驱粉。

附图说明

下面将结合附图对本发明具体实例进行详细的描述，其中：

图1为片层状铋系高温超导带材制备过程中横截面示意图；

图2为片层状铋系高温超导带材制备流程图。

图中，1为银片或银合金片，2为铋系超导粉，3为空心银管或银合金管。

具体实施方式

实施例1

四层Bi2223/Ag超导带材

用压机将铋锶钙铜氧系超导粉压制成片，其长度为10mm、宽3mm、厚度为0.5mm，一共压制四个片；用轧机将银或银合金轧制成片，长度为10mm、宽3mm、厚度1mm，压制三片；将超导粉片和银或银合金片相间叠放，其中超导粉片位于最上层，银或银合金片位于最下层。将叠放好的材料放进长度为10mm、宽5.5mm、高7.5mm、壁厚1mm的银或银合金长方体管中，将长方体管轧制得到厚度为0.3mm、宽度为4mm的长带材，随后在温度为840℃，保温时间为100h，氧分压为0.10atm的条件下热处理，制备得到片层状的Bi-2223带材。经申请人测量，本发明方法制备的Bi-2223带材其临界电流具有良好的电学性能。

实施例2

六层Bi2223/Ag超导带材

用压机将铋锶钙铜氧系超导粉压制成片，其长度为10mm、宽3mm、厚度为0.25mm，一共压制六片；用轧机将银合金轧制成片，长度为10mm、宽3mm、厚度0.5mm，压制五片；将超导粉片和银片相间叠放在一起，其中超导粉片位于最上层，银片位于最下层。将叠放好的材料放进长度为10mm、宽5.5mm、高6.5mm、壁厚1mm的银或银合金长方体管中，将银或银合金长方体管轧制得到厚度为0.35mm、宽度为4mm的长带材，随后在温度为830℃，保温时间为100h，氧分压为0.08atm的条件下热处理，制备得到片层状的Bi2223/Ag带材。经申请人测量，本发明方法制备的Bi-2223带材其临界电流具有良好的电学性能。