[发明专利]表面带有覆盖层的超导体陶瓷

说明书

本发明涉及超导体技术领域。

长久以来已知如汞和铅等金属;如NbNd，Nb₃Ge和NbGa等金属互化物;以及如Nb₃（Al_0.8Ge_0.2）等三元金属材料可显示超导性。然而上述熟知的惯用的超导体材料的转变温度不能超过25°K。

近年来，超导体陶瓷引起了广泛注意。国际商业机器公司（IBM）在苏黎世实验室的研究人员首先报导了一种新材料，即Ba-La-Cu-O类型的高温超导体氧化物。接着也提出了La-Sr-Cu（Ⅱ）-O类型的超导体氧化物。已发现的其他类型的超导体材料是（YBa₂）Cu₃O_6-8。鉴于在事实上，这类型超导体陶瓷的晶体结构中可形成类分子的原子单元，而其晶胞一层结构中，基本上电子在一个方向上移动。然而在上述熟知的材料中电子是在三个方向上移动，因此这类型的超导体陶瓷就具有较高的转变温度。

本领域的研究人致力于提高Tco的工作，在该温度下电阻消失，使其高过前人所达的水平，最好能使其高过氮的沸点（77°K）甚至更高温度。如我们在欧洲专利申请87309081.5号中所述，对具体化学计量式（AB）CuO的超导体陶瓷已进行了研究，该式中，A表示一个或多个周期表Ⅲa族元素，如稀土元素，B表示一个或多个周期表Ⅱa族元素，如碱土金属元素包括铍和镁。在接着进行的研究中，我们报导过该超导体表面与空气接触时，可令其难于获得稳定的高Tco。

因此本发明目的在于提供一种表面带有覆盖层的超导体陶瓷，而它可具有比先有技术所能达到的更高的转变温度，以及提供制造具有稳定的转变温度的超导体陶瓷。

在以前研制具有可应用价值的超导体材料中，人们注意力集中在如何通过改变其组成或组分元素的摩尔比以期提高Tco。按照本发明主要提供一种制备超导体陶瓷的改进方法，根据该方法，在形成超导体结构之后，立即将超导体涂覆一种有机树脂保护薄膜，这样可以避免从周围大气中吸收水分，尤其是当超导体冷却至液氮温度以转变成超导相时，避免从空气中吸收水分。水分的吸收可导致超导体陶瓷性能降低。

在一优选实施例中，将组成超导体陶瓷的原料化学物质研细，压制及烧制成形。为了使组成均匀，重复该操作一次或多次之后，研细的粉末与不含水的液体混合，接着将其压制成其中含液体的压制物。将压制物慢慢加热，因而可避免急骤的还原作用。并在500-1400℃下烧结。将压制体自炉中取出后，立即用有机树脂薄膜涂覆压制体。该有机树脂的实例是环氧树脂，含氟树脂和聚酰亚胺树脂。按实验所知，该转变温度可提高到90-120K。

按照本发明的超导体材料具有如附图所示的变形的钙钛矿型的三重结构。每一层结构中主要由一个铜原子2和在铜原子2周围的氧原子5。氧空位7在超导性中起重要作用。为了由超导体陶瓷中除去过量的氧，需在烧结之前将不含水的还原液体加入陶瓷材料中。该还原液体的实例是甲醇、乙醇和氟利昂如氟利昂113。还原液体与陶瓷材料中所含的氧作用而生成水汽和二氧化碳。

由于通过在充分包含于陶瓷中的还原液体的作用而消除氧，可使沿C轴向的原子间距缩短，因而可得到很高的转变温度。

对本发明特点，本专业人员可通过下列实施例而得到清楚的了解。

附图1为按本发明的超导体陶瓷的变型钙钛矿型结构的图示。

下列各实施例将进一步说明超导体陶瓷的制法，该超导体陶瓷符合化学计量式（A_1-xB_x）_yCu_zO_w，其中A是一个或多个周期表Ⅲa族元素，如稀土元素，B是一个或多个周期表Ⅱa族元素，如碱土金属元素包括铍和镁，并且x＝0-1;y＝2.0-4.0;最好是2.5-3.5;z＝1.0-4.0，最好是2.5-3.5，w＝4.0-10.0，最好是6.0-8.0。实例为YBa₂Cu₃O_7-x，YCa₂Cu₃O_7-x。

实施例1