[发明专利]涉及钇-硷土-铋-铜氧化物的新方法和新产物

说明书

本文是1988年2月12日申请的USSN155，340号的延续部分，而该文件又是1987年9月11日的申请的USSN095，083号的延续部分，两份申请在此以整体参考的形式结合在一起。

本发明涉及超导陶瓷的制备和（或）改良。

至少有一种是超导体的两种或多种组合物在高温下一起反应形成一种或多种新的组合物。例如，两种已知的超导体，YBa₂Cu₃氧化物和Bi₂Sr₂CaCl₂氧化物在950℃在一起反应，生成一种新的化合物，即Y，Bi，和Ba面心立方晶体氧化物，后者不具有超导作用。Bi₂Sr₂CaCl₂氧化物完全消失。假如在反应之前YBa₂Cu₂是过量存在的，则总的组成仍然是超导的，因为剩余的YBa₂Cu₃氧化物是“连续”相而且仍然是超导的。在另一个实例中，要锻烧的产物是由所需的金属的碳酸盐的共沉淀混合物所形成的。

新的YBiBa氧化物包着YBa₂Cu₂氧化物，这样对于改良的超导体提供了一定程度的对热和机械冲击以及对大气接触的保护。

很久以来就已知，当金属处于低温条件下，某些金属的有效电阻有时会基本消失。特别令人感兴趣的是金属和金属氧化物在一定的低温下能够导电而实际上没有电阻，即称之为超导体，例如已知某些金属当冷却到开尔温标约4°时，具有超导性，而有些铌合金在约15°K，有些在高约23°K时具有超导性。

在体系La-Ba-Cu-O中（J.G.BednorZ和K.A.Muller，Zeit，Phys.B.64 189-193（1986））和在体系Y-Ba-Cu-O中（Wu等人，Phys.Rev.Lett.58 908-910〔1987〕）超导性的发现刺激人们去寻找其他体系，特别是着眼于用其他元素来取代早先材料中所用的稀土（RE）元素。例如，已有报道用Bi和Tl代替RE（papers in press）。在制备Tl-Ba-Cu-O体系中，Z，Z，Sheng和A.M.Hermann（在液氮温度以上不含稀土的Tl-Ba-Cu-O体系中的超导性）首先将BaCl₃和CuO混含并研磨，得到的产物加热，然后，间断地再研磨而得到一种均匀黑色Ba-Cu-氧化物粉末，然后再将其与Tl₂O₃混合，研磨和加热而形成一种超导材料，注意到Tl氧化物部分熔化并部分气化。

Sheng和Hermann在一篇论文中也报导了Tl-Ca-Ba-Cu-O超导体系，“在120KTl-Ca-Ba-Cu-O体系中的整体超导性”（来自作者们的通信），作者们指导“在120K以上的稳定与可重复的整体超导性和在100K以上的零电阻”。根据此论文，此组成是通过将Tl₂O₃，CaO，和BaCu₃O₄在一起混合和研磨而制备的，研磨过的混合物压成片状，然后在流动的氧气中加热，产物冷下来时发现是超导的。

另外，Hazen等人的论文“Tl-Ca-Ba-Cu-O体系中的100K超导相”（来自作者们的通信），它涉及两个超导相，Tl₂Ca₂Ba₂Cu₃O₁₀₊δ和Tl₂Ca₁Ba₂Cu₂O₈₊δ，两个都具有接近120K的开始Tc和在100K的零电阻，制备包括将Tl₂O₃，CaO和BaCu₃O₄（或Ba₂Cu₃O₅）在一起研磨，接着加热。

在High    Tc    Update卷2第6期，页1，1988年3月15日的“Nata    Bane”中进一步报告了Tl-Ca-Ba-Cu-O体系的性质。