[发明专利]一种将SIG和SMG两种超导块材生长法结合实现批量化生产的方法

说明书

本发明将籽晶诱导的熔渗生长SIG和熔融生长法SMG两种块材生长方法结合来实现批量化生产的方法，包括如下步骤：步骤一、准备籽晶；步骤二、SIG制备先驱块：制备支撑块、SIG固相先驱块、SIG液相先驱块、SIG新液相先驱块；步骤三、SMG制备先驱块；步骤四、准备单晶块、垫片；步骤五、装配步骤二和步骤三制备的先驱块；步骤六：在晶体生长炉生长单畴钇钡铜氧块材；步骤七：渗氧处理。该方法既能实现同批次多个块材生长，又能提高籽晶利用率，同时又能极易实现单畴YBCO超导块材的生长；不仅提高了批量化的效率，也提高了籽晶的利用率，生长好的两个单畴YBCO超导块材也能很好的分离。

技术领域

本发明属于高温铜氧化物超导材料技术领域，具体涉及一种将SIG和 SMG两种超导块材生长法结合实现批量化生产的方法。

背景技术

REBCO超导体以其较高的临界温度、较大的无阻载流能力、高的捕获磁场以及大的磁悬浮力而著称，故其在强磁场永磁体、超导磁轴承、超导储能飞轮、电机、发电机和磁悬浮系统等方面得到了广泛的应用。由于需求量较大，所以工业中通过在一个炉子中同时放置多个块来满足市场需求。目前通过熔融生长法(SMG)实现炉子同批次生长64个直径28mmYBCO超导块材以及实现炉子同批次生长30个直径30mm、高度18mm的YBCO超导块材。通过SMG方法实现同批次生长12个GdBCO。目前大量批量化的研究是通过来实现的，但由于炉子空间始终有限，太大的炉子温度分布不均匀，所以生长的块材的性能不太均匀。

发明内容

本发明提供了一种将SIG和SMG两种块材生长方法结合实现批量化的方法，解决了块材生产率较低的问题。

本发明提供了一种将SIG和SMG两种超导块材生长法结合实现批量化生产的方法，包括如下步骤：

步骤一、准备籽晶；

步骤二、SIG制备先驱块：制备支撑块、SIG固相先驱块、SIG液相先驱块、SIG新液相先驱块；

步骤三、SMG制备先驱块：制备SMG先驱块；

步骤四、准备单晶块、垫片；

步骤五、装配步骤二和步骤三制备的先驱块；

步骤六、将装配好的先驱超导块材放入晶体生长炉中，以80～120℃/h 的升温速率升温至900℃，保温20小时；以40～60℃/h的升温速率升至 1040～1045℃，保温1～2.5小时；以60℃/h的降温速率降温至1015～1025℃, 以0.1～0.5℃/h的速率慢冷至980～990℃,随炉自然冷却至室温，得到单畴钇钡铜氧块材；

步骤七、渗氧处理：将单畴钇钡铜氧块材置入石英管式炉中，在流通氧气气氛中，440～410℃的温区中慢冷200小时，得到单畴钇钡铜氧超导块材。

进一步的，所述步骤一、准备籽晶是通过SMG制备NdBCO籽晶的，具体过程是：

Nd123粉体的制备：将Nd₂O₃与BaCO₃、CuO三种粉体按摩尔比1:4:6 混合均匀，用固态反应法在910℃下经过三次烧结，生成NdBa₂Cu₃O_7-δ(Nd123) 粉体；上式中0≤δ≤1；Nd211粉体的制备：将Nd₂O₃与BaCO₃、CuO三种粉体按摩尔比1:1:1混合均匀，用固态反应法在920℃下经过三次烧结，生成 Nd₂BaCuO₅(Nd211)粉体；最后将Nd123粉体与Nd211粉体按质量比1:3混合，再加入8.6wt％的MgO粉体混合均匀；称量混合均匀的粉体30g,压制成直径32mm钕钡铜氧先驱块；在晶体生长炉中进行生长，得到钕钡铜氧块材；取自然解理的钕钡铜氧小方块(2*2*2)作为钕钡铜氧籽晶。