專利名稱：混合稀土-鋇-銅-氧超導(dǎo)體的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及超導(dǎo)材料，特別是氧化物系超導(dǎo)材料。
材料在某一特定的溫度Tc附近其電阻突然消失地現(xiàn)象叫做超導(dǎo)現(xiàn)象，該材料稱為超導(dǎo)體。超導(dǎo)體從有限電阻的狀態(tài)(正常態(tài))向零電阻狀態(tài)(超導(dǎo)態(tài))的過渡稱為正常一超導(dǎo)轉(zhuǎn)變。發(fā)生轉(zhuǎn)變時(shí)的溫度Tc稱為臨界溫度。
目前實(shí)用化的超導(dǎo)體如NbTi、Nb3Sn、V3Ga等的超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度都非常低，一般都需要在液氦溫度下使用，這不僅給使用帶來不便，而且由于液氦價(jià)格昂貴建立相應(yīng)的冷卻系統(tǒng)的投資占相當(dāng)大的比例。人們渴望能研制出高溫超導(dǎo)體，如液氮溫區(qū)的超導(dǎo)體，甚至室溫超導(dǎo)體，以促進(jìn)超導(dǎo)體的廣泛應(yīng)用。
Bednorz和Müller(Z.Phys.B64，1986，189)報(bào)導(dǎo)了La-Ba-Cu-O氧化物體系中Tc約為30～35K的超導(dǎo)性。趙忠賢等(科學(xué)通報(bào)No6 1987)報(bào)導(dǎo)了Y-Ba-Cu-O體系中Tc約為90～100K的超導(dǎo)體。這些超導(dǎo)體都具有較高的轉(zhuǎn)變溫度，在液氮溫區(qū)內(nèi)都有超導(dǎo)性。但是這些超導(dǎo)體中除了廉價(jià)的Ba、Cu等組份外，都使用單一的稀土元素。從礦中分離出這些稀土元素工藝相當(dāng)復(fù)雜、工藝流程很長(zhǎng)，因此價(jià)格昂貴。
本發(fā)明的目的是提出一種用于液氮溫區(qū)的新的氧化物超導(dǎo)體，這種超導(dǎo)體的原料來源廣、價(jià)格便宜。
本發(fā)明提出的超導(dǎo)體為混合稀土-鋇-銅-氧系超導(dǎo)體，其原子百分比為(混合稀土+鋇)∶銅∶氧＝1∶1∶3。根據(jù)不同的礦源及工藝流程中不同階段的產(chǎn)品，混合稀土可以是含少量鈰的混合輕稀土、混合輕稀土中還含有少量重稀土元素、混合重稀土、混合重稀土中還含少量輕稀土元素。按照原子百分比配料后，使用該技術(shù)領(lǐng)域普通技術(shù)人員所知的制備Y-Ba-Cu-O體系的類似工藝即可制得Tc＞77K的超導(dǎo)體。
本發(fā)明提出的超導(dǎo)體所使用的稀土原料是混合稀土，因此原料來源廣、價(jià)格便宜，與單一的Y2O3相比可便宜十幾倍。
用下列實(shí)施例進(jìn)一步說明本發(fā)明的實(shí)施方法及優(yōu)點(diǎn)。
一、用氧化鋇、氧化銅、混合輕稀土中還含有少量重稀土元素的福建混合稀土礦(見表1)為原料，按照L1.1Ba2.2Cu3.1506.24配料混合均勻后，在空氣中250℃予燒12小時(shí)，再研磨后850℃予燒5小時(shí)，然后在4噸/厘米2壓力下成型，空氣中970℃燒結(jié)20小時(shí)、緩冷。測(cè)得該超導(dǎo)體的起始轉(zhuǎn)變溫度為83K，零電阻溫度為79K。 表1 二、用氧化鋇、氧化銅、江西龍南以重稀土為主的混合稀土(見表2)為原料，按照表3所列比例配料，用實(shí)施例一的工藝可以制得高于液氮溫區(qū)起始轉(zhuǎn)變溫度的超導(dǎo)體。 表2 表3 3、用氧化銅、氧化鋇、以重稀土為主的湘南混合稀土為原料(表4)，按表5所列比例配料，混合均勻后，在空氣中750℃予燒5.5小時(shí)，再在2噸/厘米2壓力下成型，然后在978℃燒結(jié)20.5小時(shí)，緩冷到室溫。制成的超導(dǎo)體在液氮溫區(qū)以上具有超導(dǎo)性。 表4表5 表5(續(xù)) 4、以硝酸鋇、硝酸銅、輕稀土為主的包頭混合稀土加入少量重稀土(見表6)為原料，按表7配料混合均勻后，在空氣中950℃予燒2.5小時(shí)，在4噸/厘米2壓力下成型，然后在975℃燒結(jié)19.5小時(shí)，緩冷到室溫，即制成超導(dǎo)體。 表6 表權(quán)利要求
1.一種稀土-鋇-銅-氧體系的超導(dǎo)體，其特征是所說的稀土是混合稀土，所說的超導(dǎo)體中元素的原子百分比為(稀土+鋇)∶銅∶氧＝1∶1∶3。
2.按照權(quán)利要求1所說的超導(dǎo)體，其特征是所說的混合稀土是含少量鈰的混合輕稀土。
3.按照權(quán)利要求1所說的超導(dǎo)體，其特征是所說的混合稀土是混合重稀土。
4.按照權(quán)利要求2所說的超導(dǎo)體，其特征是所說的混合稀土中還含有少量重稀土元素。
5.按照權(quán)利要求3所說的超導(dǎo)體，其特征是所說的混合稀土中還含有少量輕稀土元素。
全文摘要
本發(fā)明提出了一種混合稀土-鋇-銅-氧超導(dǎo)體?；旌舷⊥量梢允呛猩倭库嫷幕旌陷p稀土或混合重稀土，也可以是混合輕稀土中還含有少量重稀土元素或混合重稀土中還含有少量輕稀土元素。超導(dǎo)體中各組分的原子百分比為(混合稀土+鋇)∶銅∶氧＝1∶1∶3，其零電阻溫度都在液氮溫度以上。由于用混合稀土代替單一稀土元素，因此這類超導(dǎo)體的原料來源廣、價(jià)格便宜。
文檔編號(hào)H01B12/00GK1030495SQ87104519
公開日1989年1月18日 申請(qǐng)日期1987年7月1日 優(yōu)先權(quán)日1987年7月1日
發(fā)明者潘樹明, 孟新銘, 韓寶珩, 譚保鳳 申請(qǐng)人:北京有色金屬研究總院