CN103172361A - 熔融织构法制备掺银高温超导块材中避免籽晶熔化的方法 - Google Patents

熔融织构法制备掺银高温超导块材中避免籽晶熔化的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN103172361A
CN103172361A CN2011104286076A CN201110428607A CN103172361A CN 103172361 A CN103172361 A CN 103172361A CN 2011104286076 A CN2011104286076 A CN 2011104286076A CN 201110428607 A CN201110428607 A CN 201110428607A CN 103172361 A CN103172361 A CN 103172361A
Authority
CN
China
Prior art keywords
seed crystal
silver
parent
superconductive
high temperature
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN2011104286076A
Other languages
English (en)
Inventor
焦玉磊
郑明辉
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Beijing General Research Institute for Non Ferrous Metals
Original Assignee
Beijing General Research Institute for Non Ferrous Metals
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Beijing General Research Institute for Non Ferrous Metals filed Critical Beijing General Research Institute for Non Ferrous Metals
Priority to CN2011104286076A priority Critical patent/CN103172361A/zh
Publication of CN103172361A publication Critical patent/CN103172361A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
  • Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)

Abstract

一种熔融织构法制备掺银高温超导块材中避免籽晶熔化的方法，该方法包括：在实施熔融织构工艺之前，在压制成型的掺银超导母体和籽晶之间加入含RE123+xRE211(x＝0.2-0.4)的厚度为1-2mm的隔离层，该隔离层不含银元素，该RE123具有与掺银超导母体相似的晶格常数，且熔点高于母体的熔化温度，但低于籽晶的熔点；随后将放置好籽晶的母体置入高温加热炉，采用顶部籽晶辅助熔融织构生长工艺制备单畴REBCO超导块。该方法可防止在熔融织构过程中籽晶发生熔化，大幅度提高了冷籽晶技术制备掺银单畴高温超导块材的成品率。

Description

熔融织构法制备掺银高温超导块材中避免籽晶熔化的方法
技术领域
本发明涉及熔融织构生长工艺制备高温超导块材的方法，具体涉及用结合冷籽晶技术熔融织构法制备掺银高温超导块材中避免籽晶熔化的方法。
背景技术
REBCO(RE：Y，Gd，Eu，Sm，Nd)超导块材作为高温超导材料研究的一个分支，由于具有优越的超导性能，如自稳定磁悬浮特性和高场磁通俘获能力。在磁悬浮轴承、飞轮储能、磁分离装置等领域有广阔的应用前景。目前，结合顶部籽晶技术的熔融织构生长工艺是制备高性能大尺寸超导块材的通用技术，由于REBaCuO超导块材的高度各向异性，所以籽晶技术的引入使生长单一取向的REBaCuO超导块材成为现实。但对籽晶的选取必须满足几个条件：一是与母体的晶格失配度小；二是熔点必须高于母体的熔化温度(熔化温度高于包晶反应温度)；三是与母体无化学不相容性。由于几种(RE)-123体系的晶格常数十分相近，它们之间的熔点又彼此不同，如可用NdBCO或SBCO晶体作籽晶生长单畴YBCO超导块材，因为籽晶是在室温时放置的，通常称为冷籽晶技术。然而，对于像NdBCO和SmBCO这些熔点高的体系，就很难找到合适的冷籽晶材料。为此只好引入热籽晶技术，即在母体部分熔化后并冷却至其包晶反应温度之上时才利用特殊装置放置籽晶。与冷籽晶技术相比，热籽晶技术较复杂，不利于工业化规模生产。然而，冷籽晶技术的缺点在于容易发生籽晶熔化现象，使制备的超导块材发生随机取向，成为废品。
由于REBCO高温超导块材具有高场磁通俘获能力，例如在77K液氮温度下可以俘获高达3T的磁通，这就使得在样品内部产生很大的洛仑兹力，最终导致样品开裂或破碎，因此，提高超导块材的机械强度同样至关重要。通常采用在样品中添加Ag的方法提高超导块材的机械性能，实验发现这种方法对提高超导块材的机械性能十分有效，然而，在超导块材的母体中加入10-20wt％Ag2O(重量比)后，使超导材料的包晶分解温度降低约30℃，而且在较低的温度下籽晶即发生熔化，实验表明冷籽晶方法制备掺银的单畴超导块材的成品率很低，主要原因是发生籽晶熔化的几率很大，因此，在用结合冷籽晶技术熔融织构工艺制备掺银单畴超导块材时避免籽晶熔化是需要解决的技术难题。
发明内容
针对现有技术的上述问题，本发明提供一种熔融织构法制备掺银高温超导块材中避免籽晶熔化的方法，解决了在采用熔融织构工艺制备掺银单畴高温超导块材过程中籽晶易熔化的问题。
为实现上述目的，本发明包括如下技术方案：
一种熔融织构法制备掺银高温超导块材中避免籽晶熔化的方法，该方法包括：在实施熔融织构工艺之前，在压制成型的掺银超导母体和籽晶之间加入厚度为1-2mm含RE123+xRE211的隔离层，其中x＝0.2-0.4，该隔离层不含银元素，该RE123具有与掺银超导母体相似的晶格常数，且熔点高于母体的熔化温度，但低于籽晶的熔点；随后将放置好籽晶的母体置入高温加热炉，采用顶部籽晶辅助熔融织构生长工艺制备单畴REBCO超导块。
如上所述的方法，其中，组成所述隔离层的RE123与组成所述掺银超导母体的RE123可以是同一物质。
本发明的有益效果在于：本发明的方法是在超导母体和籽晶之间引入隔离层，以防止在熔融织构过程中籽晶发生熔化，这从根本上解决了在采用熔融织构工艺制备掺银高温超导块材过程中籽晶易熔化的问题，大幅度提高了冷籽晶技术制备掺银高温超导块材的成品率。
具体实施方式
实施例1
将固相法制备的Gd123与Gd211粉体按Gd123∶Gd211＝1∶0.4的比例称量，并分别混入10-20wt％的Ag2O，经高速振摆球磨混合均匀后，用单轴压制成直径35mm，高20mm的圆柱状坯体。再按Gd123∶Gd211＝1∶0.4的比例称量Gd123与Gd211粉体，混合研磨后，用单轴压制成直径10mm，厚1.5mm的圆片。接着先把NdBaCuO籽晶置于圆片的中心，然后再把圆片放置在圆柱状坯体的顶表面中心。再把放置好籽晶的圆柱状坯体置入高温加热炉，采用顶部籽晶辅助熔融织构生长工艺(TSMTG)生长单畴GdBaCuO超导块。
结果表明，引入1.5mm厚的同质隔离层后，添加10-20wt％Ag2O的GdBaCuO样品可以在籽晶的诱导下生长成单畴超导块材。
实施例2
将固相法制备的Gd123与Gd211粉体按Gd123∶Gd211＝1∶0.4的比例称量，并分别混入10-20wt％的Ag2O，经高速振摆球磨混合均匀后，用单轴压制成直径35mm，高20mm的圆柱状坯体。再按Y123∶Y211＝1∶0.4的比例称量Y123与Y211粉体，混合研磨后，用单轴压制成直径10mm，厚2.0mm的圆片。接着先把NdBaCuO籽晶置于圆片的中心，然后再把圆片放置在圆柱状坯体的顶表面中心。再把放置好籽晶的圆柱状坯体置入高温加热炉，采用顶部籽晶辅助熔融织构生长工艺(TSMTG)生长单畴GdBaCuO超导块。
结果表明，引入2.0mm厚的异质隔离层后，添加10-20wt％Ag2O的GdBaCuO样品可以在籽晶的诱导下生长成单畴超导块材。
实施例3
将固相法制备的Y123与Y211粉体按Y123∶Y211＝1∶0.4的比例称量，并分别混入10-20wt％的Ag2O，经高速振摆球磨混合均匀后，用单轴压制成直径35mm，高20mm的圆柱状坯体。再按Y123∶Y211＝1∶0.4的比例称量Y123与Y211粉体，混合研磨后，用单轴压制成直径10mm，厚1.0mm的圆片。接着先把SmBaCuO籽晶置于圆片的中心，然后再把圆片放置在圆柱状坯体的顶表面中心。再把放置好籽晶的圆柱状坯体置入高温加热炉，采用顶部籽晶辅助熔融织构生长工艺(TSMTG)生长单畴YBaCuO超导块。
结果表明，引入1.0mm厚的同质隔离层后，添加10-20wt％Ag2O的YBaCuO样品可以在籽晶的诱导下生长成单畴超导块材。
对比例1
将固相法制备的Gd123与Gd211粉体按Gd123∶Gd211＝1∶0.4的比例称量，并混入20wt％的Ag2O，经高速振摆球磨混合均匀后，用单轴压制成四块直径35mm，高20mm的圆柱状坯体。再按Gd123∶Gd211＝1∶0.4的比例称量Gd123与Gd211粉体，混合研磨后，用单轴压制成直径10mm，厚度分别为0.5mm、1.0mm、2.0mm、3.0mm的圆片。接着先把NdBaCuO籽晶置于各圆片的中心，然后再把圆片分别放置在圆柱状坯体的顶表面中心。再把放置好籽晶的圆柱状坯体置入高温加热炉，采用顶部籽晶辅助熔融织构生长工艺(TSMTG)生长单畴GdBaCuO超导块。
结果显示，放置0.5mm厚的隔离层的样品，籽晶有部分区域发生熔化；放置3.0mm厚的隔离层的样品，样品生长的单畴尺寸比放置1.0mm和2.0mm隔离层样品的小。以上结果说明，隔离层的最佳厚度在1.0-2.0mm之间，隔离层厚度在1.0mm以下时，不能完全避免籽晶的熔化，隔离层厚度大于2.0mm时，尽管籽晶不会熔化，但会影响熔融织构生长工艺参数。

Claims (2)

1.一种熔融织构法制备掺银高温超导块材中避免籽晶熔化的方法，其特征在于，该方法包括：在实施熔融织构工艺之前，在压制成型的掺银超导母体和籽晶之间加入厚度为1-2mm含RE123+xRE211的隔离层，其中x＝0.2-0.4，该隔离层不含银元素，该RE123具有与掺银超导母体相似的晶格常数，且熔点高于母体的熔化温度，但低于籽晶的熔点；随后将放置好籽晶的母体置入高温加热炉，采用顶部籽晶辅助熔融织构生长工艺制备单畴REBCO超导块。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，组成所述隔离层的RE123与组成所述掺银超导母体的RE123是同一物质。
CN2011104286076A 2011-12-20 2011-12-20 熔融织构法制备掺银高温超导块材中避免籽晶熔化的方法 Pending CN103172361A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2011104286076A CN103172361A (zh) 2011-12-20 2011-12-20 熔融织构法制备掺银高温超导块材中避免籽晶熔化的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2011104286076A CN103172361A (zh) 2011-12-20 2011-12-20 熔融织构法制备掺银高温超导块材中避免籽晶熔化的方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN103172361A true CN103172361A (zh) 2013-06-26

Family

ID=48632638

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2011104286076A Pending CN103172361A (zh) 2011-12-20 2011-12-20 熔融织构法制备掺银高温超导块材中避免籽晶熔化的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN103172361A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114214728A (zh) * 2021-11-19 2022-03-22 陕西师范大学 一种楼层式的smg提高籽晶利用率的方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101717256A (zh) * 2009-12-21 2010-06-02 上海交通大学 稀土钡铜氧超导块体材料制备方法
CN102174711A (zh) * 2011-03-15 2011-09-07 上海交通大学 高热稳定性薄膜用作熔融织构法的籽晶制备高温超导块体材料

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101717256A (zh) * 2009-12-21 2010-06-02 上海交通大学 稀土钡铜氧超导块体材料制备方法
CN102174711A (zh) * 2011-03-15 2011-09-07 上海交通大学 高热稳定性薄膜用作熔融织构法的籽晶制备高温超导块体材料

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
焦玉磊: ""单畴熔融织构YBCO/Ag样品的生长工艺研究"", 《低温物理学报》, vol. 25, 31 October 2003 (2003-10-31), pages 87 - 91 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114214728A (zh) * 2021-11-19 2022-03-22 陕西师范大学 一种楼层式的smg提高籽晶利用率的方法
CN114214728B (zh) * 2021-11-19 2024-04-02 陕西师范大学 一种楼层式的smg提高籽晶利用率的方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103276447B (zh) 一种制备特定混合取向ybco高温超导厚膜的方法
Choi et al. High and uniform critical current density for large-size YBa2Cu3O7− δ single crystals
Yang et al. Effect of Li doping on the superconducting properties of single domain GdBCO bulks fabricated by the top-seeded infiltration and growth process
CN101279847A (zh) 微量稀土元素掺杂钇钡铜氧超导块体材料的制备方法
CN101503822A (zh) 纯氧气氛下稀土钡铜氧超导块体材料的制备方法
CN104313691A (zh) 单畴(Gd/Y)-Ba-Cu-O超导块材的制备方法
CN1706994A (zh) 稀土钡铜氧薄膜作籽晶同质外延生长超导块体材料的方法
CN103696009B (zh) 一种在空气中制备a轴取向高温超导膜的方法
CN103614775B (zh) 一种嵌入式籽晶生长rebco准单晶体的方法
CN101319379A (zh) 45°稀土钡铜氧薄膜籽晶高速生长超导块材的方法
Peng et al. Large size and high Tc, Jc SmBCO bulk superconductor with addition of Sm242 particles grown in air
CN102925985A (zh) 基于双层碳化硅支架批量生长rebco高温超导块体的方法
CN104313692A (zh) 用液相熔渗法制备单畴(Gd/Y)-Ba-Cu-O超导块材的方法
CN103526283A (zh) 一种制备纯a轴取向的YBCO液相外延膜的方法
CN103172361A (zh) 熔融织构法制备掺银高温超导块材中避免籽晶熔化的方法
Nariki et al. Development of high-performance QMG bulk magnets for high magnetic field engineering applications
CN105133014A (zh) 一种生长rebco高温超导准单晶体的方法
Feng et al. A facile infiltration growth technique for fabricating a NdBCO seed crystal and high-performance single-domain GdBCO bulk superconductor using one precursor powder: BaCuO 2
CN105177712B (zh) 一种生长rebco高温超导块材的方法
CN103243383B (zh) 一种冷速控制高温超导块体材料的生长方法
CN103060915B (zh) 可抑制裂纹产生的单畴钐钡铜氧块材的制备方法
CN103603034A (zh) 一种制备大尺寸高温超导单晶体的方法
Miryala et al. Special variation of infiltration-growth processed bulk YBCO fabricated using new liquid source: Ba3Cu5O8 (1: 1.3) and YbBa2Cu3O y
CN113430646A (zh) 利用单籽晶桥式结构诱导生长rebco超导块材的方法
Yang et al. Fabrication of single domain GdBCO bulks with different new kind of liquid sources by TSIG technique

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20130626