[发明专利]一种储能用高温超导材料性能提高方法

说明书

本发明公开了一种储能用高温超导材料性能提高方法，涉及高温超导材料领域，具体为：将支撑坯块、液相源坯块、固相坯块、缓冲辅助层坯块、钕钡铜氧籽晶按照轴对称的方式自下而上依次放置装配成坯体，然后采用顶部籽晶熔渗法制备钇钡铜氧超导块材，并检测钇钡铜氧超导块材的超导性能。本发明通过添加缓冲辅助层坯块能够很好抑制块材表面因为籽晶不匹配而导致的随机成核，进而提高超导块材的磁通钉扎能力，超导块材磁悬浮力和临界电流密度增大，提高了飞轮储能装置的储能效率。

技术领域

本发明涉及高温超导材料领域，尤其涉及一种储能用高温超导材料性能提高方法。

背景技术

能源问题是21世纪人类面临的巨大挑战，日益严重的能源紧缺逐渐成为制约经济和稳定发展的重要因素。开发新能源，发展高效的分布式储能和节能技术是能源领域重要的研究课题，亟需一种新的技术改善传统的电力和储能系统带来的问题。

目前高温超导飞轮储能装置无疑是一种具有潜力的解决方案。超导飞轮储能装置的工作原理是将能量或者动能以机械能的形式储存起来，需要时再将机械能转化成电能输出给负载。超导飞轮储能装置主要由飞轮转子、轴承、电机和电力电子交换装置组成，其中，轴承系统的摩擦力和稳定性直接影响整个飞轮储能系统的寿命和正常运行。为了减少摩擦，提高系统储能效率，轴承的核心装置大多采用超导磁悬浮轴承，包括超导块材和永磁体两部分，超导磁悬浮轴承的结构示意图如附图5。利用超导体的迈斯纳效应使飞轮处于悬浮状态，无需供电，也不需要复杂的位置控制系统，转速高、不存在摩擦力，还可以使得装置更加小型化，实用性增强。

目前已有的方案大多从轴承的结构上进行改进，如申请号为CN201911411964.4的发明专利，磁悬浮飞轮储能装置，设有上保护组件、下保护组件及驱动器，通电正常工作时，飞轮转子能够一直绕装置的几何中心轴旋转；断电或飞轮转子失控的情况下，驱动器驱动上锥形件从第一位置移动至第二位置，上锥形件和下锥形件的锥形面分别与芯轴两端的锥形面贴触抵紧，从而锁紧芯轴，使飞轮转子重新定心，不产生偏轴旋转，防止飞轮转子的芯轴和保护轴承之间产生不均匀的旋转力矩和陀螺力矩，减少了零部件的碰撞损坏，提升上下两端保护轴承的寿命；同时，磁悬浮飞轮储能装置能适于长途搬运，飞轮转子不会在外壳中晃动。通过对飞轮轴承结构的改进可以间接提高超导性能，但是占用空间大，对超导材料的利用率和实用性仍有提升空间。

现有的高温超导材料由于本身晶界的弱连接性和较弱的磁通钉扎能力等因素，较大程度地制约了高温超导材料超导性能的提升。因此本领域的技术人员致力于开发一种储能用高温超导材料性能提高方法，来改善高温超导材料的超导性能，从而提高飞轮储能装置的储能效率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种储能用高温超导材料性能提高方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种储能用高温超导材料性能提高方法，具体包括以下步骤：

步骤一：压制固相坯块

将YBa₂Cu₃O_7-δ粉、Y₂BaCuO₅粉、Ag₂O粉以及Pt粉混合均匀并压制成坯块，作为固相坯块；

步骤二：压制液相源坯块

将YBa₂Cu₃O_7-δ粉压制成坯块，作为液相源坯块；

步骤三：压制缓冲辅助层坯块

将YBa₂Cu₃O_7-δ粉和Y₂BaCuO₅粉混合均匀并压制成坯块，作为缓冲辅助层坯块；

步骤四：压制支撑坯块