[发明专利]以YbBCO为钎料钎焊法制备大尺寸钇系块材的方法

摘要

本发明公开了属于超导块材制备技术领域的以YbBCO为钎料钎焊法制备大尺寸钇系块材的方法。采用顶部籽晶熔融织构生长法制备添加YbBCO钎料，采用钎焊连接工艺对YBCO块材进行焊接，对钎焊接头进行后氧化处理，恢复YBCO及其接头区域的超导性能，得到大尺寸钇钡铜氧超导块材。采用此方法能够制备传统的方法不能制备的大尺寸和复杂形状的YBCO超导块材，具有与顶部籽晶熔融织构方法制备的单畴块材相似的超导性能。本发明制备的YBCO高温超导块材的超导性能可以达到原始块材的70％以上。

主权项

1、以YbBCO为钎料钎焊法制备大尺寸钇系块材的方法，其特征在于，采用顶部籽晶熔融织构生长法制备具有织构特征的YbBCO钎料，采用钎焊连接工艺对YBCO块材进行焊接，该方法步骤如下，(1)制备具有织构特征的YbBCO钎料：①采用化学合成的方法分别制备Yb-123相和Yb-211相；②按照重量比Yb-123相：54～94.9％、Yb-211相：5～45％、BaCeO3、PtO2、CeO2或Pt中的一种或几种：0.1～1％，称取料粉，在混料机中均匀混合；③在常温下，把混合均匀的钎料压制成直径为10～40mm、厚度5～30mm的钎料块，压力为5～40MPa；④采用顶部籽晶熔融织构生长法制备具有织构特征的YbBCO钎料，采用单晶SmBCO作为籽晶，把籽晶和钎料块一同放入烧结炉中，籽晶放置在钎料块的上面，保证其ab面与钎料块的表面平行，钎料块放置在氧化铝垫片上，在钎料块和氧化铝垫片之间用MgO单晶片作为隔离层，顶部籽晶熔融织构生长法制备工艺过程：首先以100～400℃/h的速率升温到930～950℃，保温10～60分钟，然后以50～100℃/h的速率降温到915～935℃，接着以0.1～1.5℃/h的速率降温到900～905℃，最后以100～400℃/h的速率降温到室温，得到具有织构特征的YbBCO钎料块；(2)从具有织构特征的YbBCO钎料块上沿a-c或b-c面切割厚度为0.1～2mm的片作为钎料；(3)采用配重加压和精密加压卡具配合进行装配，按照c轴织构方向相同的原则，精确装配两块或者两块以上的YBCO块材，采用YbBCO钎料，采用钎焊连接工艺对YBCO块材进行焊接，钎焊温度为920～980℃，钎焊保温时间为10～180分钟，钎焊气氛为大气或者压力为5～30MPa的流动的氧气环境；(4)对钎焊接头进行后氧化处理，恢复YBCO钎焊试样的超导性能，氧处理温度为430～480℃，在流动氧气中氧处理50～100h或在压力为5～30MPa的氧气环境中氧处理10～60h，得到钇钡铜氧超导块材。