[发明专利]一种显著提高Bi2212超导材料临界电流密度的方法

说明书

本发明公开了一种显著提高Bi2212超导材料临界电流密度的方法，该方法通过人工制备获得14：24的AEC相，然后加入到Bi2212粉体中混匀得到混合粉末，采用混合粉末制备得到Bi2212超导材料。本发明将人工制备的14：24的AEC相加入到Bi2212粉体中制备Bi2212超导材料，有效控制了14：24的AEC相在Bi2212粉体中的加入量，从而在Bi2212粉体中定向并定量控制AEC相的含量，促进了Bi2212晶粒生长，使得Bi2212超导材料的临界电流密度显著提高，提高了Bi2212超导材料载流性能，操作简单，成本低，可控性和可操作性强，有利于在Bi2212超导材料中的快速应用。

技术领域

本发明属于高温超导材料制备领域，具体涉及一种显著提高Bi2212超导材料临界电流密度的方法。

背景技术

国际上报道的高压热处理线材方法以及基于喷雾化学燃烧法制备Bi2212粉体等关键技术的使用虽然都显著提高了Bi2212超导材料的临界电流密度，但是Bi2212超导材料中使用的银基体使其性价比依然居高不下。只有进一步提高Bi2212超导材料的临界电流密度，才能进一步降低Bi2212超导材料的性价比，最终有力推动其在未来大型高场磁体中的应用进程。

已有研究发现Bi2212粉体中偶然生成的少量14：24的AEC相((Sr,Ca)₁₄Cu₂₄O_x)有助于促进Bi2212晶粒生长，从而提高Bi2212超导材料载流性能的现象，但是Bi2212中自发生成的第二相种类多，目前无法定向控制生成14：24的AEC相，且无法控制AEC相含量。目前，研究人员将主要精力集中在研究Bi2212中自发生成14：24的AEC相的本质机理上，目前尚未实现对Bi2212超导材料中14：24的AEC相的定向控制。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种显著提高Bi2212超导材料临界电流密度的方法。该方法将人工制备的14：24的AEC相加入到Bi2212粉体中制备Bi2212超导材料，有效控制了14：24的AEC相在Bi2212粉体中的加入量，从而在Bi2212粉体中定向并定量控制AEC相的含量，促进了Bi2212晶粒生长，使得Bi2212超导材料的临界电流密度显著提高，从而提高了Bi2212超导材料载流性能。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种显著提高Bi2212超导材料临界电流密度的方法，其特征在于，该方法通过人工制备获得14：24的AEC相，然后加入到Bi2212粉体中混匀，得到混合粉末，采用混合粉末制备得到Bi2212超导材料；所述Bi2212超导材料包括Bi2212超导薄膜以及Bi2212超导线材，且Bi2212超导薄膜在77K时的临界电流密度高达2189A/cm²，比未加入AEC相制备的Bi2212超导薄膜提高达4.4倍，Bi2212超导线材在77K时的临界电流密度高达9070A/cm²，比未加入AEC相制备的Bi2212超导线材提高达15.6％。

不同于目前对Bi2212粉体中自发生成14：24的AEC相的本质机理的研究思路，本发明通过改变材料组分设计思路，采用人工制备14：24的AEC相，并加入到Bi2212粉体中混匀，基于混匀粉末制备得到Bi2212超导材料，有效控制了14：24的AEC相中的组成比例，以及14：24的AEC相在Bi2212粉体中的加入量，从而在Bi2212粉体中定向并定量控制AEC相的含量，有效促进了Bi2212晶粒生长，使得Bi2212超导材料的临界电流密度显著提高，从而提高了Bi2212超导材料载流性能。

上述的一种显著提高Bi2212超导材料临界电流密度的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤一、通过共沉淀工艺或喷雾热解工艺制备获得14：24的AEC相；

步骤二、将步骤一中获得的14：24的AEC相加入到Bi2212粉体中并搅拌混合均匀，得到混合粉末；