CN106348747B - 易除液相源残留的单畴钇钡铜氧超导块材制备方法 - Google Patents

易除液相源残留的单畴钇钡铜氧超导块材制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN106348747B
CN106348747B CN201610693174.XA CN201610693174A CN106348747B CN 106348747 B CN106348747 B CN 106348747B CN 201610693174 A CN201610693174 A CN 201610693174A CN 106348747 B CN106348747 B CN 106348747B
Authority
CN
China
Prior art keywords
block
phase source
solid
pioneer
liquid phase
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.)
Active
Application number
CN201610693174.XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN106348747A (zh
Inventor
杨万民
杨芃焘
王孝江
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.)
Shaanxi Normal University
Original Assignee
Shaanxi Normal University
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 Shaanxi Normal University filed Critical Shaanxi Normal University
Priority to CN201610693174.XA priority Critical patent/CN106348747B/zh
Publication of CN106348747A publication Critical patent/CN106348747A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN106348747B publication Critical patent/CN106348747B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/01—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
    • C04B35/45—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on copper oxide or solid solutions thereof with other oxides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B12/00—Superconductive or hyperconductive conductors, cables, or transmission lines
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3205—Alkaline earth oxides or oxide forming salts thereof, e.g. beryllium oxide
    • C04B2235/3215—Barium oxides or oxide-forming salts thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3224—Rare earth oxide or oxide forming salts thereof, e.g. scandium oxide
    • C04B2235/3225—Yttrium oxide or oxide-forming salts thereof
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
    • Y02E40/60—Superconducting electric elements or equipment; Power systems integrating superconducting elements or equipment

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
  • Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
  • Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)

Abstract

本发明属于高温铜氧化物超导材料技术领域，具体涉及一种易除液相源残留的单畴钇钡铜氧超导块材制备方法。本发明的方法包括配制固相源粉、配制液相源粉、压制固相先驱块和液相源先驱块、压制第一固液隔离层和第二固液隔离层、压制Yb2O3支撑块、装配先驱块、熔渗生长单畴钇钡铜氧块材、渗氧处理步骤。本发明提供了一种装配先驱块的新技术，既能实现液相源先驱块中液相的熔渗，又能保证单畴钇钡铜氧超导块材的生长，同时又能极易实现已生长单畴钇钡铜氧超导块材与液相源残留块的分离；不仅大大简化了对液相源残留块的后续切除加工过程，也避免了已生长单畴钇钡铜氧超导块材在分离过程中被破坏的可能性。

Description

易除液相源残留的单畴钇钡铜氧超导块材制备方法
技术领域
本发明属于高温铜氧化物超导材料技术领域，具体涉及一种易除液相源残留的单畴钇钡铜氧超导块材制备方法。
背景技术
单畴稀土钡铜氧高温超导块材(RE-Ba-Cu-O，其中RE为稀土元素，如Nd、Sm、Gd、Y等)具有较高的临界温度和临界电流密度，并且在强磁场下具有较强的磁通钉扎能力。这一优势为该类材料在磁悬浮技术方面的应用奠定了基础，特别是在超导磁悬浮轴承、储能飞轮以及超导电机和发电机等研制方面具有良好的应用前景。在制备单畴铜氧化物超导块材的过程中，应用较多的技术主要有两种，一种是传统的顶部籽晶熔融织构生长技术，另一种是最近几年发展起来的顶部籽晶熔渗生长技术。
自从顶部籽晶熔渗生长技术被发明以来，受到了越来越多研究者的注意，因为它可以有效地解决传统熔融织构生长技术中存在的问题，例如样品的收缩、变形、内部存在大量气孔和宏观裂纹、液相流失严重、Y2BaCuO5粒子的局部偏析等等。而对于钇钡铜氧超导块来说，大多数研究人员都采用顶部籽晶熔融织构生长技术。如发明人所在的研究小组之前申请的专利：“用顶部籽晶熔渗法制备单畴钇钡铜氧超导块材的方法”(申请号为CN201210507250.5)，其是通过改变固相块所用固相源粉和液相源粉的成份，使得整个熔渗生长过程仅需BaCuO2一种先驱粉，简化了实验环节、缩短了实验周期、降低了实验成本、提高了效率，而且采用液相块的尺寸与固相先驱块的尺寸相比稍大或相等的装配方法，有利于防止液相的流失、样品的坍塌以及有利于固相与液相的充分接触，有利于晶体的定向生长。
通过顶部籽晶熔渗生长技术，可以生长出单畴钇钡铜氧超导块，但发明人所在的研究小组之前申请的专利申请号为CN201210507250.5、CN201210506996.4、CN201210048104.0的单畴钇钡铜氧超导块的制备方法的系列专利，在实际实验操作过程中，研究人员发现将很难将固相块与液相残留块分离，曾使用切割的方法来分离，但切割法存在分离位置不够精确的缺点，并且块材与磨片的摩擦有可能导致YBa2Cu3O7-δ相中氧元素的流失，从而影响超导块材的性能。
发明内容
为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种易除液相源残留的单畴钇钡铜氧超导块材制备方法。
本发明要解决的技术问题通过以下技术方案实现：
一种易除液相源残留的单畴钇钡铜氧超导块材制备方法，包括如下步骤：
1)配制固相源粉
将BaCO3与CuO混合，用固态反应法制成BaCuO2粉；再将Y2O3与BaCuO2粉混合，作为固相源粉；
2)配制液相源粉
将Y2O3、BaCuO2和CuO混合均匀，作为液相源粉；
3)压制固相先驱块和液相源先驱块
取固相源粉、液相源粉，分别压制成固相先驱块和液相源先驱块，液相源先驱块直径大于固相先驱块的直径；
4)压制固液隔离层
将固相源粉压制成第一固液隔离层；再取固相源粉压制成第二固液隔离层，第二固液隔离层与液相源先驱块直径相同；
5)压制支撑块
将Yb2O3粉压制成与液相源先驱块直径相同的坯块，作为支撑块；
6)制备钕钡铜氧籽晶
将Nd2O3与BaCO3、CuO混合，用固态反应法制成Nd2BaCuO5；再将Nd2O3与BaCO3、CuO混合，用固态反应法制成NdBa2Cu3O7-δ；然后将Nd2BaCuO5粉体与NdBa2Cu3O7-δ粉体混合均匀，作为钕钡铜氧先驱块，用顶部籽晶熔融织构法在晶体生长炉中进行烧结，得到钕钡铜氧块材；取自然解理的钕钡铜氧小方块作为籽晶；上式中0≤δ≤1。
7)装配先驱块
按轴对称的方式在Al2O3垫片上表面自下而上依次放置MgO单晶块、支撑块、液相源先驱块、第二固液隔离层、第一固液隔离层、固相先驱块、钕钡铜氧籽晶。
8)熔渗生长单畴钇钡铜氧块材
将装配好的坯体放入晶体生长炉中，以每小时80～120℃的升温速率升温至920℃，保温20小时，再以每小时40～60℃的升温速率升温至1040～1045℃，保温1～2.5小时；以每小时60℃的降温速率降温至1015～1025℃，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。
9)渗氧处理
将单畴钇钡铜氧块材置入石英管式炉中，在流通氧气气氛中，440～410℃的温区中慢冷200小时，得到单畴钇钡铜氧超导块材。
优选地，所述步骤4)中小方块第一固液隔离层的数量至少为3个；第二固液隔离层固相块厚度为至少为2.0mm。
优选地，所述步骤1)中BaCO3粉与CuO粉按摩尔比为1：1混合；Y2O3粉与BaCuO2粉按摩尔比为1：1.2混合。
优选地，所述步骤2)中Y2O3、BaCuO2和CuO按摩尔比为1：10：6混合。
优选地，所述步骤3)中固相先驱粉与液相源粉的质量比为1：1.4。
优选地，所述步骤3)中，在压制液相块时将Yb2O3、液相源粉依次倒入模具中，压制成一个整体坯块。
优选地，所述步骤6)中制备Nd2BaCuO5的Nd2O3与BaCO3、CuO的摩尔比为1：1：1；制备NdBa2Cu3O7-δ的Nd2O3与BaCO3、CuO的摩尔比为1：4：6；Nd2BaCuO5与NdBa2Cu3O7-δ的质量比为1：3。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
1.本发明的顶部籽晶熔渗生长法制备单畴钇钡铜氧超导块材技术，通过在固相块和液相块之间加入第一固液隔离层和第二固液隔离层，提供了一种新的装配技术来制备单畴钇钡铜氧超导块材，该装配技术使得固相块与液相残留块极易分离；不仅大大简化了对液相源残留块的后续切除加工过程，也避免了已生长单畴钇钡铜氧超导块材在分离过程中被破坏的可能性。
2.在熔渗生长的过程中，采用该方法，既能实现液相源先驱块中液相的熔渗，又能保证单畴钇钡铜氧超导块材的生长。
3.本发明的方法可用于制备钇钡铜氧超导块材，也可用于制备Gd、Sm、Nd、Eu等其他系列的高温超导块材。
附图说明
图1是实施例1中钇钡铜氧样品的装配图。其中，1：钕钡铜氧籽晶；2：固相先驱块；3：第一固液隔离层；4：第二固液隔离层；5：液相源先驱块；6：支撑块；7：MgO单晶块；8：Al2O3垫片。
图2是实施例1制备的单畴钇钡铜氧超导块材的上表面形貌图。
图3是实施例1制备的单畴钇钡铜氧超导块材的固相块与液相残留块分离后的表面形貌图。
图4是实施例2制备的单畴钇钡铜氧超导块材的侧面形貌图。
图5是实施例2制备的单畴钇钡铜氧超导块材的上表面形貌图。
图6是实施例3制备的单畴钇钡铜氧超导块材的上表面形貌图。
图7是实施例5制备的单畴钇钡铜氧超导块材的固相块与液相残留块分离后的表面形貌图。
图8是实施例4制备的单畴钇钡铜氧超导块材的固相块与液相残留块分离后的表面形貌图。
图9是实施例1～6去除液相源残留的单畴钇钡铜氧超导块材表面图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
实施例1：
1)、配制固相源粉
取213.8218g BaCO3、86.1872g CuO混合，即BaCO3与CuO的摩尔比为1：1，用固态反应法制成BaCuO2。取150.0000g Y2O3、185.6290g BaCuO2，用球磨机混合均匀，即Y2O3与BaCuO2的摩尔比为1：1.2，作为固相源粉。
2)、配制液相源粉
取20.0000g Y2O3、206.2545g BaCuO2、42.2721g CuO，用球磨机混合均匀，即Y2O3与BaCuO2、CuO的摩尔比为1：10：6，作为液相源粉。
3)、压制固相先驱块和液相源先驱块
取15.0g固相源粉、21.0g液相源粉，分别压制成直径为20.0mm、32.0mm的圆柱形固相先驱块2和液相源先驱块5，固相源粉与液相源粉的质量比为1：1.4。在压制液相源先驱块5时也可以将Yb2O3粉、液相源粉依次倒入模具中压制成一个整体，即把液相源块、支撑块压制成一个整体坯块。
4)、压制固液隔离层
取固相源粉压制成为5个小块作为第一固液隔离层3；再取6.0g固相源粉压制成直径为32.0mm、厚度为2.0mm的固相块作为第二固液隔离层4；第二固液隔离层4直径应与液相源先驱块5直径相同。
5)、压制Yb2O3支撑块
取4g Yb2O3压制成与液相源先驱块5直径相同的坯块，作为Yb2O3支撑块6。
6)、制备并选取钕钡铜氧籽晶
取54.8586g Nd2O3、32.1727g BaCO3、12.9687g CuO粉混合，即Nd2O3与BaCO3、CuO粉的摩尔比为1：1：1，用固态反应法制成Nd2BaCuO5粉。取62.9685g Nd2O3、147.7158g BaCO3、89.3157g CuO粉混合，即Nd2O3与BaCO3、CuO粉的摩尔比为1：4：6，用固态反应法制成NdBa2Cu3O7-δ粉。将Nd2BaCuO5粉体与NdBa2Cu3O7-δ粉体按照质量比为1：3混合均匀，作为钕钡铜氧先驱块，用顶部籽晶熔融织构法在晶体生长炉中进行烧结(籽晶选用解理平整的MgO单晶)，得到钕钡铜氧块材。取自然解理的钕钡铜氧小方块，选取光亮平整的一个表面，裁剪成约3×3×2mm3的小块作为钕钡铜氧籽晶。上式中0≤δ≤1。
7)、装配先驱块
如图1所示的样品装配图，按轴对称的方式装配，装配时液相源先驱块5放在支撑块6的正上方，第二固液隔离层4放在液相源先驱块5的正上方，5个第一固液隔离层3均匀分散放在第二固液隔离层4上方，固相先驱块2放在5个第一固液隔离层3上方，再整体放在8个MgO单晶块7上，MgO单晶块7放置在一块Al2O3垫片8上，将一块钕钡铜氧籽晶1置于固相先驱块的表面中心，钕钡铜氧籽晶1自然解理中更平整的一面应贴向固相先驱块2的上表面放置。
8)、熔渗生长单畴钇钡铜氧块材
将装配好的坯体放入晶体生长炉中，以每小时100℃的升温速率升温至920℃，保温20小时，再以每小时60℃的升温速率升温至1045℃，保温1.5小时；以每小时60℃的降温速率降温至1015℃，以每小时0.1℃的降温速率慢冷至990℃，随炉自然冷却至室温，得到单畴钇钡铜氧块材。
9)、将单畴钇钡铜氧块材置入石英管式炉中，在流通氧气气氛中，440～410℃的温区中慢冷200小时，得到单畴钇钡铜氧超导块材。
所制备的单畴钇钡铜氧超导块材，用照相机拍摄表面形貌，表面形貌照片见图2。由图2可见，样品表面四径清楚，径线呈辐射状，径线与径线之间的夹角(扇形的夹角)为90度，无自发成核现象。分离后的形貌照片见图3，从图3可看出，固相块被完好的从整个块材中分离出来。
实施例2：
在实施例1的压制固液隔离层的步骤4)中，将固相源粉压制成7个小块作为第一固液隔离层3；再将5.0g固相源粉压制成直径为32.0mm、厚度约为3.0mm的固相块作为第二固液隔离层4，第二固液隔离层4直径应与液相源先驱块5直径相同。
在实施例1的装配先驱块的步骤7)中，装配时按轴对称的方式，液相块放在支撑块6的正上方，第二固液隔离层4放在液相块的正上方，7个第一固液隔离层均匀分散放在第二固液隔离层4上方，固相先驱块2放在7个第一固液隔离层3上方，再整体放在10个MgO单晶块7上，MgO单晶块7放置在一块Al2O3垫片8上，将一块钕钡铜氧籽晶1置于固相先驱块的表面中心，钕钡铜氧籽晶1自然解理中更平整的一面应贴向固相先驱块的上表面放置。
其他步骤与实施例1相同，制得易除液相源残留的单畴钇钡铜氧超导块材。实施例2制备的单畴钇钡铜氧超导块材的侧面形貌图如图4所示；上表面形貌图如图5所示。
实施例3：
在实施例1的压制固液隔离层的步骤4)中，将固相源粉压制成3个小块作为第一固液隔离层3；再将8.0g固相源粉压制成直径为32.0mm、厚度约为4.0mm的固相块作为第二固液隔离层4，第二固液隔离层4直径应与液相源先驱块5直径相同。
在实施例1的装配先驱块的步骤7)中，装配时按轴对称的方式，液相源先驱块5放在支撑块6的正上方，第二固液隔离层4放在液相源先驱块5的正上方，3个第一固液隔离层3均匀分散放在第二固液隔离层4上方，固相先驱块2放在3个第一固液隔离层3上方，再整体放在6个MgO单晶块7上，MgO单晶块7放置在一块Al2O3垫片8上，将一块钕钡铜氧籽晶1置于固相先驱块的表面中心，钕钡铜氧籽晶1自然解理中更平整的一面应贴向固相先驱块的上表面放置。
其他步骤与实施例1相同，制得易除液相源残留的单畴钇钡铜氧超导块材。实施例3制备的单畴钇钡铜氧超导块材上表面形貌图如图6所示。
实施例4：
在实施例1的压制固液隔离层的步骤4)中，将固相源粉压制成6个小块作为第一固液隔离层3；再将8.0g固相源粉压制成直径为32.0mm、厚度约为5.0mm的固相块作为第二固液隔离层4，第二固液隔离层4直径应与液相源先驱块5直径相同。
在实施例1的装配先驱块的步骤7)中，装配时按轴对称的方式，液相源先驱块5放在支撑块6的正上方，第二固液隔离层4放在液相源先驱块5的正上方，6个第一固液隔离层3均匀分散放在第二固液隔离层4上方，固相先驱块2放在6个第一固液隔离层3上方，再整体放在8个MgO单晶块7上，MgO单晶块7放置在一块Al2O3垫片8上，将一块钕钡铜氧籽晶1置于固相先驱块的表面中心，钕钡铜氧籽晶1自然解理中更平整的一面应贴向固相先驱块的上表面放置。
其他步骤与实施例1相同，制得易除液相源残留的单畴钇钡铜氧超导块材。实施例4制备的单畴钇钡铜氧超导块材固相与液相残留块分离后的表面形貌图如图8所示。
实施例5：
在实施例1的熔渗生长单畴钇钡铜氧块材步骤8)中，将装配好的坯体放入晶体生长炉中，以每小时80℃的升温速率升温至920℃，保温20小时，再以每小时40℃的升温速率升温至1040℃，保温2.5小时；以每小时60℃的降温速率降温至1020℃，以每小时0.3℃的降温速率慢冷至980℃，随炉自然冷却至室温。
其他步骤与实施例1相同，制得易除液相源残留的单畴钇钡铜氧超导块材。实施例4制备的单畴钇钡铜氧超导块材固相与液相残留块分离后的表面形貌图如图7所示。
实施例6：
在实施例1的熔渗生长单畴钇钡铜氧块材步骤8)中，将装配好的坯体放入晶体生长炉中，以每小时120℃的升温速率升温至920℃，保温20小时，再以每小时50℃的升温速率升温至1042℃，保温1小时；以每小时60℃的降温速率降温至1020℃，以每小时0.5℃的降温速率慢冷至985℃，随炉自然冷却至室温。
其他步骤与实施例1相同，制得易除液相源残留的单畴钇钡铜氧超导块材。
如图9所示的实施例1～6去除液相源残留的单畴钇钡铜氧超导块材表面图，单畴钇钡铜氧超导块材与液相源残留块极易分离，分离后的表面光滑平整，已生长单畴钇钡铜氧超导块材在分离过程中没有被破坏。
本发明的单畴钇钡铜氧超导块材制备方法，通过在固相先驱块和液相源先驱块之间加入第一固液隔离层和第二固液隔离层，提供了一种装配先驱块的新技术，既能实现液相源先驱块中液相的熔渗，又能保证单畴钇钡铜氧超导块材的生长，同时又能极易实现已生长单畴钇钡铜氧超导块材与液相源残留块的分离；不仅大大简化了对液相源残留块的后续切除加工过程，也避免了已生长单畴钇钡铜氧超导块材在分离过程中被破坏的可能性。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种易除液相源残留的单畴钇钡铜氧超导块材制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
1)配制固相源粉
将BaCO3与CuO混合，用固态反应法制成BaCuO2粉；再将Y2O3与BaCuO2粉混合，作为固相源粉；
2)配制液相源粉
将Y2O3、BaCuO2和CuO混合均匀，作为液相源粉；
3)压制固相先驱块和液相源先驱块
取固相源粉、液相源粉，分别压制成固相先驱块(2)和液相源先驱块(5)，液相源先驱块(5)直径大于固相先驱块(2)的直径；
4)压制固液隔离层
另取固相源粉压制成第一固液隔离层(3)；再取固相源粉压制成第二固液隔离层(4)，第二固液隔离层(4)与液相源先驱块(5)直径相同；
5)压制支撑块
将Yb2O3粉压制成与液相源先驱块直径相同的坯块，作为支撑块(6)；
6)制备钕钡铜氧籽晶
将Nd2O3与BaCO3、CuO混合，用固态反应法制成Nd2BaCuO5；再将Nd2O3与BaCO3、CuO混合，用固态反应法制成NdBa2Cu3O7-δ；然后将Nd2BaCuO5粉体与NdBa2Cu3O7-δ粉体混合均匀，压制成钕钡铜氧先驱块，用顶部籽晶熔融织构法在晶体生长炉中进行烧结，得到钕钡铜氧块材；取自然解理的钕钡铜氧小方块作为钕钡铜氧籽晶(1)；上式中0≤δ≤1；
7)装配先驱块
按轴对称方式在Al2O3垫片(8)上表面自下而上依次放置MgO单晶块(7)、支撑块(6)、液相源先驱块(5)、第二固液隔离层(4)、第一固液隔离层(3)、固相先驱块(2)、钕钡铜氧籽晶(1)；
8)熔渗生长单畴钇钡铜氧块材
将装配好的坯体放入晶体生长炉中，以每小时80～120℃的升温速率升温至920℃，保温20小时，再以每小时40～60℃的升温速率升温至1040～1045℃，保温1～2.5小时；以每小时60℃的降温速率降温至1015～1025℃，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；
9)渗氧处理
将单畴钇钡铜氧块材置入石英管式炉中，在流通氧气气氛中，440～410℃的温区中慢冷200小时，得到单畴钇钡铜氧超导块材。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤4)中小方块第一固液隔离层(3)数量为至少为3个；第二固液隔离层(4)厚度至少为2.0mm。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤1)中BaCO3粉与CuO粉按摩尔比为1：1混合；Y2O3粉与BaCuO2粉按摩尔比为1：1.2混合。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤2)中Y2O3、BaCuO2和CuO按摩尔比为1：10：6混合。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤3)中固相先驱粉与液相源粉的质量比为1：1.4。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤3)中，在压制液相源先驱块(5)时将Yb2O3、液相源粉依次倒入模具中，压制成一个整体坯块。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤6)中制备Nd2BaCuO5的Nd2O3与BaCO3、CuO的摩尔比为1：1：1；制备NdBa2Cu3O7-δ的Nd2O3与BaCO3、CuO的摩尔比为1：4：6；Nd2BaCuO5与NdBa2Cu3O7-δ的质量比为1：3。
CN201610693174.XA 2016-08-19 2016-08-19 易除液相源残留的单畴钇钡铜氧超导块材制备方法 Active CN106348747B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610693174.XA CN106348747B (zh) 2016-08-19 2016-08-19 易除液相源残留的单畴钇钡铜氧超导块材制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610693174.XA CN106348747B (zh) 2016-08-19 2016-08-19 易除液相源残留的单畴钇钡铜氧超导块材制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN106348747A CN106348747A (zh) 2017-01-25
CN106348747B true CN106348747B (zh) 2019-06-07

Family

ID=57843691

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610693174.XA Active CN106348747B (zh) 2016-08-19 2016-08-19 易除液相源残留的单畴钇钡铜氧超导块材制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN106348747B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107059127B (zh) * 2017-03-17 2019-04-16 陕西师范大学 一种底部籽晶熔渗生长法制备单畴稀土钡铜氧超导环的方法

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102534787B (zh) * 2012-02-28 2015-08-19 陕西师范大学 单畴钇钡铜氧超导块材的制备方法
CN102924075B (zh) * 2012-11-29 2014-12-24 陕西师范大学 制备单畴钇钡铜氧超导块材的方法
CN102925954B (zh) * 2012-11-29 2015-05-13 陕西师范大学 用顶部籽晶熔渗法制备单畴钇钡铜氧超导块材的方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN106348747A (zh) 2017-01-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107059127B (zh) 一种底部籽晶熔渗生长法制备单畴稀土钡铜氧超导环的方法
CN106222749B (zh) 易除液相源残留的单畴钆钡铜氧超导块材的制备方法
CN102925954B (zh) 用顶部籽晶熔渗法制备单畴钇钡铜氧超导块材的方法
CN103979951B (zh) 用Y2BaCuO5为基体材料制备单畴钇钡铜氧超导块材的方法
CN102924075B (zh) 制备单畴钇钡铜氧超导块材的方法
CN101665980B (zh) 用熔渗法制备单畴钆钡铜氧超导块材的方法
CN104725035B (zh) 一种纳米复合钇钡铜氧超导块材的制备方法
CN101665981B (zh) 单畴钆钡铜氧超导块材的制备方法
CN102747416B (zh) 多籽晶非对称(110)/(110)取向诱导生长rebco高温超导块体的方法
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
CN106348747B (zh) 易除液相源残留的单畴钇钡铜氧超导块材制备方法
CN102925985B (zh) 基于双层碳化硅支架批量生长rebco高温超导块体的方法
CN103614775B (zh) 一种嵌入式籽晶生长rebco准单晶体的方法
CN103396114B (zh) 简化制备单畴ybco超导块材的方法
CN110373717B (zh) 一种利用组分分层控制法生长rebco高温超导块材的方法
CN101319379A (zh) 45°稀土钡铜氧薄膜籽晶高速生长超导块材的方法
CN103541011B (zh) 一种生长rebco高温超导准单晶体的方法
CN103361710B (zh) 提高单畴钇钡铜氧超导块材制备效率的方法
CN102174711B (zh) 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
CN103951434B (zh) 由液相源包覆渗透生长方式制备单畴钇钡铜氧超导块材的方法
CN103603043B (zh) 一种嵌入式籽晶生长钙掺杂ybco准单晶体的方法
CN113430646B (zh) 利用单籽晶桥式结构诱导生长rebco超导块材的方法
CN103060915B (zh) 可抑制裂纹产生的单畴钐钡铜氧块材的制备方法
CN105177712B (zh) 一种生长rebco高温超导块材的方法
CN103396115A (zh) 降低单畴钆钡铜氧超导块材成本的制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant