[发明专利]用Y2BaCuO5为基体材料制备单畴钇钡铜氧超导块材的方法

摘要

本发明公开了一种用Y₂BaCuO₅为基体材料制备单畴钇钡铜氧超导块材的方法，由配制Y₂BaCuO₅前驱粉、配制液相源粉、压制前驱块、装配前驱块、熔渗生长单畴钇钡铜氧块材、渗氧处理步骤组成。通过使用BaO和CuO初始粉取代BaCuO₂前驱粉，使得整个熔渗生长过程仅需Y₂BaCuO₅一种前驱粉，简化了实验环节，缩短了实验周期，提高了制备效率。采用了Y₂BaCuO₅前驱粉压制支撑块，在钇钡铜氧块材的慢冷生长过程中，即能稳定地支撑其上的两个坯块，阻止液相的流失，又能避免因支撑块吸收部分液相而改变液相源块的初始配比，从而保证了块材的完整生长和超导性能。本发明可用于制备钇钡铜氧超导块材，也可用于制备Gd、Sm、Nd等其他系列的高温超导块材。

主权项

一种用Y₂BaCuO₅为基体材料制备单畴钇钡铜氧超导块材的方法，其特征在于它由下述步骤组成：（1）配制Y₂BaCuO₅前驱粉：将Y₂O₃与BaO、CuO初始粉按摩尔比为1：1：1的比例混合均匀，用固相反应法制成Y₂BaCuO₅前驱粉；（2）配制液相源粉：将BaO、CuO初始粉按摩尔比为3：5的比例混合均匀，制成名义组分为Ba₃Cu₅O₈的混合粉；再将Ba₃Cu₅O₈混合粉与Y₂BaCuO₅前驱粉按质量比为1：0.1～0.2混合均匀，作为液相源粉；（3）压制前驱块：取Y₂BaCuO₅前驱粉放入圆柱型模具1中，压制成Y₂BaCuO₅固相块；取液相源粉放入圆柱型模具2中，压制成液相源块；其中所用Y₂BaCuO₅前驱粉与液相源粉的质量比为1：1.25～1.75，圆柱型模具2的直径为比圆柱型模具1大4～14 mm；再取Y₂BaCuO₅前驱粉放入圆柱型模具2中，压制成厚约2 mm的薄片，作为支撑块；（4）装配前驱块：将Y₂BaCuO₅固相块、液相源块自上而下依次同轴放置在支撑块正上方，将一块钕钡铜氧籽晶置于Y₂BaCuO₅固相块的上表面中心位置，完成前驱块的装配；（5）熔渗生长单畴钇钡铜氧块材：将装配好的前驱块放在Al₂O₃垫片上，中间隔以3～5个等高的MgO单晶粒，然后整体放入井式炉中，以每小时80～120℃的升温速率升温至1040～1050℃，保温0.5～2小时；以每小时60℃的降温速率降温至1000～1010℃，再以每小时0.1～0.5℃的降温速率慢冷至980～990℃，随炉自然冷却至室温，得到单畴钇钡铜氧块材；（6）渗氧处理：将单畴钇钡铜氧块材放入石英管式炉中，在流通氧气气氛中，450～400℃的温区中慢冷200小时，得到单畴钇钡铜氧超导块材。