[其他]在磁场作用下制造超导陶瓷的方法

说明书

本发明总的说来涉及超导陶瓷的领域，特别涉及在磁场的作用下制造超导陶瓷的方法。

很久以前就知道，象水银和铅之类的金属、象NbNd、Nb₃Ge和NbGa之类的金属互化物和象Nb₃（Al_0.8Ge_0.2）之类的三元材料都表现出具有超导性。但这类很久就为人们所熟知的一般超导材料，其转变温度都不会超过25°K。

近几年来，超导陶瓷已引起人们广泛的兴趣。IBM公司苏黎世实验室的研究人员首先报导了一种Ba-La-Cu-O型高温超导氧化物的新材料。接着，又提出了La-Sr-Cu（Ⅱ）-O型超导氧化物。已发现的另一种超导材料是（YBa₂）Cu₃O_6-8。由于这些超导陶瓷在这样的一种结晶结构中形成准分子原子单元，即该结晶结构的晶胞系单层晶格构成的，其中的电子实质上作一维运动，而上述久为人们所周知的材料中存在的则是三维电子状态，因而可以达到较高的转变温度。

迄今本技术领域的许多研究人员进行了很多工作力图将Tco（电阻消失的温度）提高，使它超过原先已达到的水平，最好是超过氮的沸点（77°K）或甚至更高的温度。如87309081.5号欧洲专利申请书所介绍的那样，本发明者同人已研究出化学计算式为（A_1-xB_x）_yCu_zO_w的超导陶瓷材料，其中A表示化学周期表中Ⅲa族的一个或一个以上的元素，例如稀土元素，B表示化学周期表Ⅱa族的一个或一个以上的元素，例如包括和镁在内的碱土元素。继这些研究之后，本发明者同人揭示了这样一个事实，即超导陶瓷材料中有空隙和晶界时难以提高Tco。

因此本发明的一个目的是提供一种转变温度比迄今所能达到的更高的超导陶瓷，和制造一种基本上没有缺陷的超导陶瓷材料。

过去在寻求Tc较高的超导材料所作的各种努力是把注意力集中到各组成元素的组成比或克分子比，根据本发明，我们提供的主要是这样一种经过改进的制造超导陶瓷的方法，根据该方法，在形成超导结构（也就是混合在一起制成超导陶瓷所用化学混合物）的过程中，往其中施加了磁场。磁场最好施加在载体易于运动的方向上，即垂直于（a，b）平面的方向上。所加的磁场强度最好不低于500高斯，例如，100，000高斯。借助于磁场，可以使陶瓷混合物特殊取向，原子在例如（a，b）平面上排列成一定的次序且形成更简单的排列，从而使陶瓷材料成品中的晶界和缺陷都较少。这样就可以提高转变温度，从而使超导陶瓷具有更高的临界电流。举例说，Tc初始值就提高到50°K至107°K，临界电流提高到10⁵至10⁶安/平方厘米，比现有技术已达到的10²安/平方厘米数量级高得多。本发明的基本原理是基于超导体兆抗磁性与所加磁场所感应出的电流的联合效应。

研究下面所介绍的一些实施例，具有有关技术的人士即可清楚了解本发明的其它特点。

下面说明根据本发明的方法制造化学计算式为（A_1-xB_x）_yCu_zO_w的超导陶瓷的两个实例，其中A为化学周期表Ⅲa族的一个或一个以上的元素，例如稀土元素，B为化学周期表Ⅱa族的一个或一个以上的元素，例如碱土金属，包括和镁在内，X＝0-1;y＝2.0-4.0，最好是2.5-3.5;z＝1.0-4.0，最好是1.5-3.5;w＝4.0-10.0，最好是6.0-8.0。

实例1

采用规定量的BaCO₃、CuO和Y₂O₃（纯度为99.5%或更高的纯度，“高纯度化学工业有限公司”的产品）制备上式的超导陶瓷材料，其中X＝0.67，y＝3，Z＝3，W＝6-9，即与（YBa₂）Cu₃O_6-9一致。系数“W”通过调节烧结条件加以控制。

上述高纯度化学品在球磨机中经过混合之后在一个容器中在30公斤/平方厘米的压力下压制成直径5毫米、高15毫米的圆柱形小片，然后将各小片在500-1200℃（例如700℃）下在象空气之类的氧化气氛中加热（烧制）和氧化8小时，这个工序以下称预烧制工序。