CN107978394A - 超导带及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种超导带及其制造方法，所述超导带包括金属带和所述金属带表面的多晶高温超导薄膜，所述多晶高温超导薄膜是高温超导纳米粒子经过退火工艺形成。所述金属带是通过将金属线压制而成，所述高温超导纳米粒子通过静电喷涂沉积在所述金属带的表面。并且所述高温超导纳米粒子通过水热法制得。本发明提供的超导带不易碎，并且具有超导临界电流密度高、对湿度的敏感度低等优点。

Description

超导带及其制造方法
技术领域
本发明涉及新型材料技术领域，特别涉及一种超导带及其制造方法。
背景技术
超导线材被广泛应用在单晶硅提拉装置上，以实现低的原生缺陷。在这些超导材料中，铌钛合金因其不易碎性，被广泛用来制造具有商业用途的超导线材。铌钛合金的其他超导参数如下：
超导临界转变温度＝9.5K；
超导临界电流密度>106A/cm2；
超导临界磁场≈10T。
然而，因为铌钛合金的超导临界转变温度很低，需要液态氦来保持其超导性。典型的高温超导材料是YBCO(钇钡铜氧化物)。YBCO的超导临界转变温度高于77K，所以能够通过相对于液态氦更为便宜的液态氮来获得。
但是目前将YBCO进行商业化推广应用有一定的困难，因为YBCO材料存在易碎、对湿度敏感，并且在超导状态下的超导临界电流密度会很低等问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种超导带及其制造方法，以解决现有的高温超导材料易碎、对湿度敏感和在超导状态下的超导临界电流密度会很低等问题。
为解决上述技术问题，本发明提供一种超导带，包括金属带和所述金属带表面的多晶高温超导薄膜，并且所述多晶高温超导薄膜是通过高温超导纳米粒子形成。
可选的，在所述超导带中，所述高温超导纳米粒子是通过水热法制得。
可选的，在所述超导带中，所述高温超导纳米粒子是通过静电喷涂沉积在所述金属带上。
可选的，在所述超导带中，所述高温超导纳米粒子是通过退火工艺形成多晶高温超导薄膜。
可选的，在所述超导带中，所述高温超导纳米粒子的材料为Li1-xFex(OH)Fe1-ySe、(Na0.25K0.45)(Ba1.00)3(Bi1.00)4O12或SrRu2O6。
可选的，在所述超导带中，所述金属带是通过将金属线压制而成。
可选的，在所述超导带中，所述金属线的材料为铜、镍、铁、钛、锆、钴或钨。
本发明的另一方面提供了制造上述超导带的方法，在金属带表面形成多晶高温超导薄膜，包括如下步骤：
将金属线压制成金属带；
通过水热法制成高温超导纳米粒子；
在溶剂中溶解所述高温超导纳米粒子，并形成溶液；
通过静电喷涂使所述溶液中的高温超导纳米粒子沉积在所述金属带的表面上；
对所述金属带表面的高温超导纳米粒子进行退火工艺形成多晶高温超导薄膜。
可选的，在所述制造超导带的方法中，通过水热法制成高温超导纳米粒子包括：
在水中溶解原材料形成溶液；
将所述溶液放入灭菌器中，并对其进行搅拌；
将搅拌后的所述溶液从所述灭菌器中倒入反应釜中，加热制得所述高温超导纳米粒子。
可选的，在所述制造超导带的方法中，通过滚筒将金属线压制成金属带。
可选的，在所述制造超导带的方法中，所述溶剂为去离子水、酒精或异丙醇。
可选的，在所述制造超导带的方法中，所述退火工艺的温度为300℃～400℃。
可选的，在所述制造超导带的方法中，所述原材料为硒脲、铁粉末和氢氧化锂制得的高温超导纳米粒子为Li1-xFex(OH)Fe1-ySe；原材料为铋酸钠结晶、氢氧化钡和氢氧化钾制得的高温超导纳米粒子为(Na0.25K0.45)(Ba1.00)3(Bi1.00)4O12；原材料为高钌酸钾和氧化锆制得的高温超导纳米粒子为SrRu2O6。
在本发明提供的超导带及其制造方法，所述超导带包括金属带和所述金属带表面的多晶高温超导薄膜，所述多晶高温超导薄膜是高温超导纳米粒子经过退火工艺形成，增加所述多晶高温超导薄膜的结晶度，减少在晶界的电流损失，避免了超导临界电流密度过低。所述金属带是通过将金属线压制而成，避免金属带易碎的问题。所述高温超导纳米粒子是通过静电喷涂沉积在所述金属带的表面。所述高温超导纳米粒子是通过水热法制得，因为水热法是湿生长法，通过水热法生长出的高温超导纳米粒子具有强防潮性，对湿度的敏感度低。因此利用本发明提供的方法制造出的超导带对湿度的敏感度低，能够适用在各种湿度环境下。
附图说明
图1是本发明提供的超导带的结构示意图；
图2是本发明提供的超导带制造方法的流程示意图；
图3～图5是本发明实施例二提供的制造超导带的流程示意图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明提出的超导带及其制造方法作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
实施例一
图1是本发明提供的一种超导带，包括金属带11和所述金属带表面的多晶高温超导薄膜10，并且所述多晶高温超导薄膜10是通过高温超导纳米粒子形成。
具体的，在本实施例一中，所述高温超导纳米粒子的材料为Li1-xFex(OH)Fe1-ySe、(Na0.25K0.45)(Ba1.00)3(Bi1.00)4O12或SrRu2O6，并且是通过水热法制得，因为水热法属于湿生长法，所以通过水热法生长出的高温超导纳米粒子具有强防潮性，因此利用所述高温超导纳米粒子制造的超导带对湿度的敏感度低。
具体的，所述高温超导纳米粒子是通过静电喷涂沉积在所述金属带11上。所述金属带11表面的高温超导纳米粒子被压紧形成一层致密薄膜，接着对所述致密薄膜进行退火工艺，形成所述多晶高温超导薄膜10。进行退火工艺能够增加所述多晶高温超导薄膜10的结晶度，并减少在晶界的电流损失，避免了在超导状态下超导临界电流密度过低的问题。
具体的，所述金属带11是通过将金属线压制而成，所述金属线的材料为铜、镍、铁、钛、锆、钴或钨。使用金属带能够避免沉积在所述金属带上的所述高温超导纳米粒子过厚导致所述金属带的碎裂。
实施例二
本发明的另一方面还提供了一种超导带的制造方法，在金属带表面形成多晶高温超导薄膜，包括如下步骤：
步骤S21，将金属线压制成金属带；
步骤S22，通过水热法制成高温超导纳米粒子；
步骤S23，在溶剂中溶解所述高温超导纳米粒子，并形成溶液；
步骤S24，通过静电喷涂使所述溶液中的高温超导纳米粒子沉积在所述金属带的表面上；
步骤S25，对所述金属带表面的高温超导纳米粒子进行退火工艺形成多晶高温超导薄膜。
具体的，先通过滚筒将金属线20压制成金属带，如图3所示，滚筒21和滚筒22将所述金属线20压制成金属带11，以便在所述金属带11表面沉积高温超导纳米粒子12。所述金属线20的材料为铜、镍、铁、钛、锆、钴或钨。
接着通过水热法制造高温超导纳米粒子12，因为水热法属于湿生长法，所以通过水热法生长出的高温超导纳米粒子12具有强防潮性，因此利用所述高温超导纳米粒子12制造的超导带对湿度的敏感度低。具体的，首先在水中溶解原材料形成溶液，在灭菌器中用搅拌器将所述溶液搅拌均匀，倒入反应釜中进行加热，温度设定为200℃～250℃，加热24小时后制得高温超导纳米粒子12。
可选的，所述高温超导纳米粒子12的材料为Li1-xFex(OH)Fe1-ySe、(Na0.25K0.45)(Ba1.00)3(Bi1.00)4O12或SrRu2O6。针对上述三种高温超导纳米粒子材料，相应有三种原材料。具体的，原材料为硒脲，铁粉末和氢氧化锂制得的高温超导纳米粒子为Li1-xFex(OH)Fe1- ySe；原材料为铋酸钠结晶，氢氧化钡和氢氧化钾制得的高温超导纳米粒子为(Na0.25K0.45)(Ba1.00)3(Bi1.00)4O12；原材料为高钌酸钾和氧化锆制得的高温超导纳米粒子为SrRu2O6。
然后将所述高温超导纳米粒子12溶解在溶剂中，形成溶液。将所述溶液加入到注射器24中，在所述注射器24的下端引出指针25，所述指针25与所述金属带11之间连接电压26，具体的所述电压26的大小为10～30KV，电场力将所述高温超导纳米粒子12拉出，通过静电喷涂使所述溶液中的高温超导纳米粒子12沉积在所述金属带11上，所述高温超导纳米粒子12在所述金属带11上堆叠，滚筒22和滚筒23将堆叠在所述金属带上的所述高温超导纳米粒子12压紧形成一层致密薄膜。具体的，溶解所述高温超导纳米粒子12的溶剂可选为去离子水、酒精或异丙醇。
最后对所述金属带11表面的致密薄膜进行退火工艺。如图5所示，采用加热灯27对所述致密薄膜进行加热形成多晶高温超导薄膜10。优选的，退火工艺的退火温度为300℃～400℃。退火工艺能够增加所述多晶高温超导薄膜10的结晶度，并减少在晶界的电流损失，避免了现有的多晶YBCO在超导状态下超导临界电流密度过低的问题。具体的，在制造所述超导带的所有过程中，所述滚筒21、所述滚筒22和所述滚筒23一直处在滚动运动状态中。
上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定，本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。

Claims (13)

1.一种超导带，其特征在于，包括金属带和所述金属带表面的多晶高温超导薄膜，并且所述多晶高温超导薄膜是通过高温超导纳米粒子形成。
2.如权利要求1所述的超导带，其特征在于，所述高温超导纳米粒子是通过水热法制得。
3.如权利要求2所述的超导带，其特征在于，所述高温超导纳米粒子是通过静电喷涂沉积在所述金属带上。
4.如权利要求3所述的超导带，其特征在于，所述高温超导纳米粒子是通过退火工艺形成多晶高温超导薄膜。
5.如权利要求4所述的超导带，其特征在于，所述高温超导纳米粒子的材料为Li1-xFex(OH)Fe1-ySe、(Na0.25K0.45)(Ba1.00)3(Bi1.00)4O12或SrRu2O6。
6.如权利要求1所述的超导带，其特征在于，所述金属带是通过将金属线压制而成。
7.如权利要求6所述的超导带，其特征在于，所述金属线的材料为铜、镍、铁、钛、锆、钴或钨。
8.一种超导带的制造方法，在金属带表面形成多晶高温超导薄膜，其特征在于，包括如下步骤：
将金属线压制成金属带；
通过水热法制成高温超导纳米粒子；
在溶剂中溶解所述高温超导纳米粒子，并形成溶液；
通过静电喷涂使所述溶液中的高温超导纳米粒子沉积在所述金属带的表面上；
对所述金属带表面的高温超导纳米粒子进行退火工艺形成多晶高温超导薄膜。
9.如权利要求8所述的超导带的制造方法，其特征在于，通过水热法制成高温超导纳米粒子包括：
在水中溶解原材料形成溶液；
将所述溶液放入灭菌器中，并对其进行搅拌；
将搅拌后的所述溶液从所述灭菌器中倒入反应釜中，加热制得所述高温超导纳米粒子。
10.如权利要求8所述的超导带的制造方法，其特征在于，通过滚筒将金属线压制成金属带。
11.如权利要求8所述的超导带的制造方法，其特征在于，所述溶剂为去离子水、酒精或异丙醇。
12.如权利要求8所述的超导带的制造方法，其特征在于，所述退火工艺的温度为300℃～400℃。
13.如权利要求9所述的超导带的制造方法，其特征在于，所述原材料为硒脲、铁粉末和氢氧化锂制得的高温超导纳米粒子为Li1-xFex(OH)Fe1-ySe；原材料为铋酸钠结晶、氢氧化钡和氢氧化钾制得的高温超导纳米粒子为(Na0.25K0.45)(Ba1.00)3(Bi1.00)4O12；原材料为高钌酸钾和氧化锆制得的高温超导纳米粒子为SrRu2O6。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112466555A (zh) * 2020-11-17 2021-03-09 中国科学院合肥物质科学研究院 一种BaNaFe2Se2的铁基超导线材的制备方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1447451A (zh) * 2002-03-26 2003-10-08 中国科学院物理研究所 采用电泳技术制备大面积高温超导钡钇铜氧厚膜的方法
CN1465107A (zh) * 2001-06-12 2003-12-31 尼克桑斯超导体有限责任公司 制造高温超导体的方法
CN105957640A (zh) * 2016-05-20 2016-09-21 西北有色金属研究院 一种Bi-2212超导线/带材的制备方法

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009507358A (ja) * 2005-07-29 2009-02-19 アメリカン・スーパーコンダクター・コーポレーション 高温超電導ワイヤ及びコイル
DE102010038656A1 (de) * 2010-07-29 2012-02-02 THEVA DüNNSCHICHTTECHNIK GMBH Hochtemperatur-Supraleiter-Bandleiter mit hoher kritischer Stromtragfähigkeit
JP5838596B2 (ja) * 2011-05-30 2016-01-06 住友電気工業株式会社 超電導薄膜材料およびその製造方法
CN104992777B (zh) * 2015-05-28 2017-05-24 苏州新材料研究所有限公司 一种双轴织构缓冲层结构

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1465107A (zh) * 2001-06-12 2003-12-31 尼克桑斯超导体有限责任公司 制造高温超导体的方法
CN1447451A (zh) * 2002-03-26 2003-10-08 中国科学院物理研究所 采用电泳技术制备大面积高温超导钡钇铜氧厚膜的方法
CN105957640A (zh) * 2016-05-20 2016-09-21 西北有色金属研究院 一种Bi-2212超导线/带材的制备方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
赵永新 等: "我国开发出水热法铁基超导材料", 《杭州化工》 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112466555A (zh) * 2020-11-17 2021-03-09 中国科学院合肥物质科学研究院 一种BaNaFe2Se2的铁基超导线材的制备方法
CN112466555B (zh) * 2020-11-17 2022-07-08 中国科学院合肥物质科学研究院 一种BaNaFe2Se2的铁基超导线材的制备方法

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