[发明专利]制造超导陶瓷线的方法

说明书

本发明涉及制造超导陶瓷线的方法，尤其是涉及一种从金属氧化物玻璃材料制造超导陶瓷线的方法，该金属氧化物玻璃材料是通过将一种能够被转化成超导陶瓷的金属氧化物化学成分熔化-淬火而获得的。由于该材料的易碎性，一般认为生产超导陶瓷线是非常困难的。迄今为止几乎没有用所谓的“贵金属包层拉制法”（noble    metal-shea-thed    drawing    method）来制造超导陶瓷线，在该方法中，预先将超导氧化物成分烧结，以细粉末的形式包复在如银那样贵金属包层或导管中，对该导管进行冷加工以形成经烧结的材料的拉制线材，然后进行热处理而产生超导线。在该方法中，可能的话可通过用化学药品溶解来除去导管。

根据上述的方法，采用贵金属导管不仅昂贵，而且限制了所形成的超导线的长度。此外，烧结粉末的连续性在冷加工期间易于发生断裂，使制线工作困难，并使制成的超导线柔性很差。并且，贵金属的包层在热处理时会产生氧的供应不充分的情况，这在制备超导陶瓷中具有重要的作用。

为了解决上述现有技术的问题，已进行了多方面的努力，从而实现了本发明。

本发明要提供一种生产超导陶瓷线，例如Bi-Sr-Ca-Cu-O体系超导陶瓷线的方法，该方法包括下列步骤：（1）均匀地熔化能够转化为超导陶瓷的金属氧化物的化学成分，将该熔化物淬火形成玻璃，（2）将该玻璃拉制成线材，以及（3）对已拉制的玻璃线进行热处理使它成为超导线。

从下面详细的说明和只起示例作用的附图，将可以更充分地理解本发明，故不会把这些说明和附图认为是对本发明的限制。

从下面的详细说明可以清楚地知道本发明更大的应用范围，但应该理解，这些详细说明和具体例子虽然表示了本发明的最佳实施例，但信仅是举例说明而已，因为本专业的技术人员从这些详细的说明中显然可以知道属于本发明精神和范围内的各种变化和修改。

图1是一线材拉制设备的垂直剖面图，作为示意地用图说明加工系统，以说明本发明。

图2是金属复盖层和要被加压的线材的组合件的透视图。

许多超导氧化物体系，例如钽体系等，已是众所周知，本发明的方法将可应用于这些超导氧化物体系上。但是，将通过Bi-Sr-Ca-Cu-O体系（下面称为A体系）线材和Bi-Pb-Sr-Ca-Cu-O体系（下面称为B体系）线材的制造来对本发明进行具体说明。B体系中的Pb代替了A体系中的一部分Bi。

可用于本发明中的能转化为超导陶瓷的形成金属氧化物的化学成分，可以是任何含有氧原子或其混合物的化合物，只要它在转化为陶瓷和经受超导处理时能成为超导即可。该化合物和其在所述成分中所占的比例与生成的超导氧化物等相对应。因此在上述举例的A体系和B体系中所用的该成分的非限制性例子包括了从Bi₂O₃，PbO，SrCO₃，CaCO₃和CuO中以所需的组合选择出来的混合物该化合物的最佳克分子比例如为：A体系为2（Bi_1.5O+PbO）∶2（SrCO₃）∶2（CaCO₃）∶3（CuO），B体系为1.6（BiO_1.5）∶0.4（PbO）∶2（SrCO₃）∶2（CaCO₃）∶3（CuO），该克分子比作为在生成的超导体系中金属的原子量保持下来。根据本发明所载，最好采用B体系，且以原子量计35%的Bi，最好是10%至35%的Bi可用Pb来代替。

将该化学成分在一坩埚中加热至高于该成分熔点的温度使其熔化。所用的坩埚为耐火材料制成，例如氧化铅，氧化镁和其它金属氧化物和其组合物材料制成，或者是用诸如铂、金和其耐热合金那样的贵金属制成。这些耐火材料中最好用氧化铝坩埚。所用的温度最好不超过该成分的熔点400℃，以防止其具有较高蒸汽压力的主要组分的蒸发以及坩埚材料或其成分的熔化。

在制备上述例举的超导氧化物体系时，温度最好为1150±100℃。熔化的过程一直保持到该化学成分分解并获得均匀的熔化物为止。在上述各体系的情况下，1小时以内的时间是足够的。如该化学成分含有碳酸盐的话，可先在约800℃煅烧以除去碳。

将这样制备的熔化物淬火以形成玻璃。淬火过程只要简单地在室温下将该熔化物倒在一如铁板那样的金属板上来进行，从而形成适合于在下一个线材拉制步骤中使用的玻璃。如可能的话可以在二块金属板之间压制所倒下的熔化物来形成该玻璃。