[发明专利]一种铋系高温超导块材的制备方法

说明书

本发明属于高温超导材料技术领域,公开一种铋系高温超导块材的制备方法，包括如下步骤，块材用粉体制备；获取块材成型；块材热处理工艺。所述压制成型模具包括有润滑剂喷口、烘干气体喷口、上冲模、操作平台、填粉腔、进料盒、安装于套管内的下模。能够用于满足降低磁悬浮演示实验成本和科学研究。

技术领域

本发明属于高温超导材料技术领域,涉及铋系高温超导块材的制备方法。

背景技术

铋系高温超导材料具有高临界温度，高临界电流密度等特点，易被制成线材，现应用于制造各种电机、电缆、磁体、变压器等。如能实现大规模生产，将广泛应用于电力生产，并使电力的传输和利用效率提高，减少不必要的损耗，降低能源的压力，是一种极具开发潜力的新材料。铋系高温超导材料主要利用超导前驱粉和贵金属银管银金管经过粉末装管法制备，北京英纳超导技术有限公司目前已经自主研发了铋系高温超导前驱粉至铋系高温超导带材整套工艺，是目前世界上仅有的两家能够产业化生产铋系高温超导带材的企业之一，目前铋系高温超导带材临界电流可以达到180A.但是受限于主要原材料为贵金属银金管，使得铋系高温超导带材的成本居高不下，为了能够降低成本，扩大铋系超导材料的使用范围，依托于公司铋系高温超导前驱粉的研究成果，研发一种不使用贵金属管的产品，铋系高温超导块材具有现实的迫切性。

超导块材主要应用于磁悬浮演示装置、高温超导电机、高温超导磁悬浮车、高温超导磁悬浮轴承和飞轮储能、高温超导磁分离、高温超导磁力推进装置等。目前市面上同类产品为钇钡铜氧块材，但是钇钡铜氧块材块材属于单晶生长工艺，对于工艺参数要求严苛，成品率较低，价格也较高，因此研发一种低成本的铋系高温超导块材既具有研究意义同时具备市场价值。其中一项为科研教具，目前使用钇钡铜氧块材的价格为1200元/块，占成本70％以上。现有铋系铋系超导粉的研发工艺，可以从源头降低铋系高温超导块材的研发成本和产品成本。低成本铋系高温超导带材，从短期上可以降低磁悬浮教具的成本，从长远看可以投入到磁悬浮列车、磁悬浮轴承等重大项目中。但在原有的Bi2223带材制备工艺由于原材料中有贵金属合金管，所以成本偏高，而钇钡铜氧块材由于相生长工艺属于单晶生长工艺，对于工艺参数要求严苛，成品率较低，价格也较高。为了解决成本偏高的问题，尤其在教学教具领域，让更多的学生接受超导科学的教育，急需研发一种低成本铋系高温超导块材。

发明内容

为解决现有技术中存在的上述技术问题，本发明提供一种铋系高温超导块材的制备方法。本发明块材能够用于满足降低磁悬浮演示实验成本和科学研究。

为实现上述发明目的，本发明的技术方案是：

一种铋系高温超导块材的制备方法，包括如下步骤，步骤1，块材用粉体制备；

步骤2，获取块材成型；

步骤3，块材热处理工艺。

优选地，步骤1，块材用粉体制备，采用铋系超导粉的制备方法进行块材用粉体粉末制备，并调整块材用粉体的元素成分；块材用粉体调整，使用Bi、Sr、Pb、Ca、Cu的硝酸盐配制成前驱液，Bi、Sr、Pb、Ca、Cu的硝酸盐各元素摩尔或原子数配比为Bi：1.8-2.0，Sr：2，Pb：0.35-0.4，Ca：2-2.5，Cu：3-3.5。

优选地，步骤2、块材成型，采用压制成型模具对块材用粉体进行冲压成型，获得成分密度均匀的铋系块材；铋系块材包括块材尺寸和填充密度，以及脱模方式；

其中，在铋系块材冲压成型过程中，块材高度0.5-10cm；原料粉体粉末填充密度控制在0.7-1.3g/cm³。