[发明专利]用镱基液相源熔渗生长纳米复合钇钡铜氧超导块材的方法

摘要

本发明公开了一种用镱基液相源熔渗生长纳米复合钇钡铜氧超导块材的方法，由配制固相粉、配制液相源粉、压制前驱块、装配前驱块、熔渗生长纳米复合钇钡铜氧单畴块材、渗氧处理步骤组成。通过使用Y2O3纳米粉与BaCuO2前驱粉、CeO2初始粉的混合物充当固相粉，经过高温熔渗及慢冷生长后，在钇钡铜氧超导块材内成功引入纳米级的Y2BaCuO5粒子，获得了更高的超导性能。采用了Yb2BaCuO5前驱粉与BaO、CuO初始粉的混合物充当镱基液相源粉压制液相源块，即能稳定地支撑其上的固相块，又能最大程度地为钇钡铜氧块材的生长供应液相。本发明也可用于制备Nd、Sm、Gd等其他系列的纳米复合超导块材。

主权项

一种用镱基液相源熔渗生长纳米复合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）配制固相粉：将BaO、CuO初始粉按摩尔比为1：1的比例混合均匀，用固相反应法制成BaCuO2前驱粉；再将平均粒径50nm的Y2O3纳米粉与BaCuO2前驱粉按摩尔比为1：1的比例混合,同时添加0.5%～1.5%重量比的CeO2初始粉，混合均匀，作为固相粉；（2）配制液相源粉：将Yb2O3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Yb2BaCuO5前驱粉；再将Yb2BaCuO5前驱粉与BaO、CuO初始粉按摩尔比为1：9：15的比例混合均匀，作为液相源粉；（3）压制前驱块：取固相粉放入圆柱型模具1中，压制成固相块；取液相源粉放入圆柱型模具2中，压制成液相源块；其中所用固相粉与液相源粉的质量比为1：2.5～3.5，圆柱型模具2的直径为比圆柱型模具1大10mm；再取Yb2BaCuO5前驱粉放入圆柱型模具2中，压制成厚2mm的薄片，作为支撑块；（4）装配前驱块：将液相源块、固相块自下而上依次同轴放置在支撑块的正上方，再将一块钕钡铜氧籽晶置于固相块的上表面中心位置，完成前驱块的装配；（5）熔渗生长纳米复合钇钡铜氧单畴块材：将装配好的前驱块放在Al2O3垫片上，中间隔以5个等高的MgO单晶粒，然后整体放入井式炉中，以每小时300℃的升温速率升温至800～900℃，保温5～15小时；再以每小时60℃的升温速率升温至1030～1040℃，保温0.5～1.5小时；然后以每小时60℃的降温速率降温至1000～1010℃，再以每小时0.2～0.5℃的降温速率慢冷至970～980℃，随炉自然冷却至室温，得到纳米复合钇钡铜氧单畴块材；（6）渗氧处理：将纳米复合钇钡铜氧单畴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，得到纳米复合钇钡铜氧超导块材。