[发明专利]一种利用组分分层控制法生长REBCO高温超导块材的方法

权利要求书

1.一种利用组分分层控制法生长REBCO高温超导块材的方法，其特征在于，包括如下工序：

a）制备富钡组分的RE123_SS、 RE211_SS相以及RE123、RE211粉末；

b)将工序a)获得的所述RE123ss、RE211ss粉末按RE123ss+30mol%RE211ss+1wt%CeO₂的比例均匀混合成第一粉末，将所述RE123、RE211粉末按RE123+30mol%RE211+1wt%CeO₂的比例均匀混合成第二粉末，称取第一粉末和第二粉末的质量比为10：1-4：1，并将第一粉末和第二粉末分层压制成圆柱形前驱体；

c）将籽晶放置在所述前驱体的上表面，所述前驱体的上表面为第二粉末形成的表面；

d）将前驱体和籽晶置于生长炉中进行熔融织构生长高温超导材料;

其中，所述REBCO为SmBCO， NdBCO或LaBCO。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述工序a）包括：

按照RE:Ba:Cu=1:2:3的比例将RE₂O₃、BaCO₃和CuO粉末混合，得到RE123相的前驱粉末；

将所述RE123相的前驱粉末研磨后，在空气中900℃烧结48小时并重复3次此研磨、烧结过程;

按照RE:Ba:Cu=2:1:1的比例将RE₂O₃、BaCO₃和CuO粉末混合，得到RE211相的前驱粉末；

将所述RE211相的前驱粉末研磨后，在空气中900℃烧结48小时并重复3次此研磨、烧结过程;

按照RE:Ba:Cu=0.9:2.1:3的比例将RE₂O₃、BaCO₃和CuO粉末混合，得到RE123ss相的前驱粉末；

将所述RE123ss相的前驱粉末研磨后，在空气中900℃烧结48小时并重复3次此研磨、烧结过程;

按照RE:Ba:Cu=1.8:1.2:0.9的比例将RE₂O₃、BaCO₃和CuO粉末混合，得到RE211ss相的前驱粉末；

将所述RE211ss相的前驱粉末研磨后，在空气中900℃烧结48小时并重复3次此研磨、烧结过程。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述工序b）中，所述前驱体的直径为20mm。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述工序d）中，RE123+30mol% RE211+1wt%CeO₂的比例是指：RE123和RE211的摩尔比为10：3，RE123与RE211的总质量和CeO₂的质量比为100：1；RE123ss+30mol% RE211ss+1wt%CeO₂的比例是指 RE123ss和RE211ss的摩尔比为10：3，RE123ss与RE211ss的总质量和CeO₂的质量比为100：1。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述工序d）的熔融织构生长包括以下步骤：使所述生长炉内的温度在第一时间内升至第一温度；保温2小时；使所述生长炉内的温度在第二时间内升至第二温度；保温1小时；使所述生长炉内的温度在第三时间内降至第三温度；使所述生长炉内的温度在第四时间内降至第四温度；最后在4h内随炉快速冷却，获得REBCO高温超导块材。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述第一时间为4小时，所述第一温度为950℃；所述第二时间为2小时，所述第二温度高于所述REBCO高温超导块材的包晶反应温度70~80℃；所述第三时间为35分钟，所述第三温度为所述包晶反应温度；所述第四时间为30-50小时，所述第四温度为低于所述包晶反应温度7~25℃。