[发明专利]镍基靶材及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及陶瓷靶材领域，特别是涉及一种镍基靶材及其制备方法和应用。通过球磨‑预烧‑二次球磨‑造粒‑制坯‑排胶‑程序式升温烧结‑程序式降温的生产工艺，制备得到了成分纯净，元素和密度分布均匀，且具有良好的机械强度、硬度和致密度的Nd_1‑xA_xNiO₃陶瓷靶材，将其进行磁控溅射生长可得到Nd_1‑xA_xNiO₃薄膜，该薄膜具有良好的结晶度和高质量的单晶外延性质；此外，本发明还提供了一种Nd_1‑xA_xNiO₂薄膜，其具有优良的超导特性和电输运性质。

技术领域

本发明涉及陶瓷靶材领域，特别是涉及一种镍基靶材及其制备方法和应用。

背景技术

超导材料是指在低于某温度温下，材料具有电阻为零且具有排斥磁力线的性质，超导材料在精密探测元件、储能、计算机等方面有广泛的应用。超导材料被发现100多年以来，铜基、铁基等超导材料被陆续发现，然而，直至2019年，镍基超导才得以实现。

Nd_1-xA_xNiO₃(A＝Ca或Sr或Ba)还原后得到的Nd_1-xA_xNiO₂可以用作镍基超导薄膜的制备，此外，其还具备金属-绝缘相变的电输运性质。然而，传统的陶瓷靶材制备方法中对Nd_1-xA_xNiO₃陶瓷靶材的制备方法涉猎甚少，因此，高质量Nd_1-xA_xNiO₃靶材的制备成为了迫切需要解决的技术问题。

发明内容

基于此，有必要提供一种高品质Nd_1-xA_xNiO₃(A＝Ca或Sr或Ba)靶材及其制备方法和应用。

本发明的一个方面，提供了一种镍基靶材的制备方法，所述镍基靶材的成分为Nd_1-xA_xNiO₃(A＝Ca或Sr或Ba，0＜x＜1)，包括以下步骤：

S1.将氧化钕、碱土碳酸盐、氧化镍作为原料，所述碱土碳酸盐为碳酸钙或碳酸锶或碳酸钡，进行第一次球磨，制备第一中间体；

S2.将所述第一中间体进行预烧，预烧温度为1150℃～1250℃，预烧时间为7h～9h，制备第二中间体；

S3.将所述第二中间体进行第二次球磨，然后进行造粒，制备第三中间体；

S4.将所述第三中间体制成靶材生坯并进行排胶处理，制备第四中间体；

S5.将所述第四中间体经程序式升温至烧结温度后进行烧结，然后经程序式降温至室温；所述烧结温度为1200℃～1300℃，烧结时间为2h～4h；所述程序式升温包括：先将所述生坯以5℃/min～10℃/min的速度升温至850℃～950℃，保持0.8h～1.2h，再以2℃/min～4℃/min的升温速率升至所述烧结的温度；所述程序式降温包括：在所述烧结的温度下，先以2℃/min～4℃/min的降温速率降至850℃～950℃，再降至室温。

在其中一个实施例中，S1中所述氧化钕、碱土碳酸盐、氧化镍的物质的量之比为：(1-x):x:1。

在其中一个实施例中，所述第一次球磨和/或所述第二次球磨为湿法球磨，溶剂选自无水乙醇、去离子水中的至少一种，磨介选自氧化锆、氧化铝中的至少一种，磨介直径为0.5mm～2mm。

在其中一个实施例中，按质量份计，所述原料或第二中间体:所述溶剂:所述磨介＝(0.8～1.2):(0.8～1.2):(1.8～2.2)。