CN113149642B - 一种金属间氧化物超导材料及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种金属间氧化物超导材料，所述金属间氧化物超导材料通式为：A3B4C2X；其中，A、B为d区过渡金属或f区金属，C为主族元素，X为非金属元素；所述金属间氧化物超导材料具有Fm‑3m空间群。还提供了该材料的制备方法和应用。本发明的材料化学性质稳定，对水和空气不敏感，易于保存；制备工艺极为简便，制备条件易于满足，无需电弧熔炼等特殊设备。

Description

一种金属间氧化物超导材料及其制备方法和应用
技术领域
本发明属于材料领域，具体涉及一种金属间氧化物超导材料，及其制备方法和应用。
背景技术
材料是人类生存的必要物质基础，是社会发展的重要推动力，与经济建设、国防安全等国计民生息息相关。纵观科技发展历史，每项先进技术突破的背后都伴随着新材料的创造。按照实际用途，材料可分为结构材料和功能材料，前者侧重于强度、硬度等力学性能，后者侧重于电、磁、光、热、声、化学、生物等非力学性能，这两大类材料共同构建了今天人类辉煌物质文明的基础，覆盖了人们衣食住行的方方面面。其中，超导材料就是一种典型的功能材料，具有零电阻、完全抗磁性两大本征特性，这奇妙的电磁学性质是其他任何材料都不具备的。经过100多年发展，超导材料已经在电力、医疗、通信、交通、军事、高精度探测、工业设备等诸多领域实现了应用。
金属间化合物是由不同种金属或类金属元素构成的特殊化合物，其中含有金属键，也含有一定的共价键或离子键成分，因此具有丰富的物理性质。其中有一些种类的金属间化合物在低温下具有超导电性且已经进入了产业化实用阶段，例如Nb3Sn、Nb3Ge等。一般来说，金属间化合物的结构是由原子价、电子密度、原子半径等多种因素共同决定的，因此可通过从几何因素与电子因素两个方面对其进行设计和调控，进而影响其结构和物性，常用的方式是元素替换和原子填隙。元素替换是传统的方式，已经有了数量庞大的研究成果，而近些年发现通过向某些拓扑非平庸的半导体材料的间隙或层间引入杂原子，可能得到拓扑超导体，例如CuxBi2Se3，因此引起了人们的很大关注。选择尺寸合适的间隙原子，有时能构造出原本不稳定的结构，从而获得新材料。例如，Pt和Ge在正常情况下无法形成类似IrAs3的方钴矿(CoAs3)型PtGe3，但是通过加入碱土(Sr、Ba)或稀土金属(La、Pr)等即可形成完全填隙型的方钴矿结构MPt4Ge12，而且表现出超导电性，但与之结构类似的IrAs3则为半导体。间隙原子的引入，会对材料的电子结构产生重要影响，进而影响其物性。再比如，Zr2Rh原本是四方结构(I4/mcm)的超导体，其Tc在11K附近，通过氧原子填隙，可得到两种稳定的新化合物：Zr4Rh2O和Zr4Rh2O0.67，二者的结构均为面心立方(Fd-3m)，但超导Tc分别降至4.7K和2.8K。这些由间隙原子对化合物超导电性产生的影响引起了人们的注意，也为我们研究超导电性提供了新的思路。
发明内容
因此，本发明的目的在于克服现有技术中的缺陷，提供一种金属间氧化物超导材料，及其制备方法和应用。
为实现上述目的，本发明的第一方面提供了一种金属间氧化物超导材料，所述金属间氧化物超导材料通式为：A3B4C2X；
其中，A、B为d区过渡金属或f区金属，C为主族元素，X为非金属元素；所述金属间氧化物超导材料具有Fm-3m空间群；
优选地，所述金属间氧化物超导材料为Hf3Pt4Ge2O。
根据本发明第一方面的金属间氧化物超导材料，其中，所述金属间氧化物超导材料的晶体结构由金属原子构建，氧原子以间隙原子形式填充。
根据本发明第一方面的金属间氧化物超导材料，其中，所述金属间氧化物超导材料的超导转变温度为4.09～4.24K，优选为4.2K。
根据本发明第一方面的金属间氧化物超导材料，其中，所述金属间氧化物超导材料具有体相超导电性。
本发明的第二方面提供了第一方面所述的金属间氧化物超导材料的制备方法，该制备方法可以包括以下步骤：
(1)按照化学计量比称量原料，充分研磨均匀，压制成块，装入石英管中，抽真空后对石英管进行熔封；
(2)加热步骤(1)中封制完毕的石英管至保温温度并进行保温，冷却后得到所述金属间氧化物超导材料。
根据本发明第二方面的制备方法，其中，步骤(1)中，对所述石英管抽真空至1×10-4Pa以下。
根据本发明第二方面的制备方法，其中，步骤(2)中，所述加热变温速率为2℃每分钟；和/或
所述冷却变温速率为2℃每分钟。
根据本发明第二方面的制备方法，其中，步骤(2)中，所述保温温度为800～900℃，优选为850℃；和/或
所述保温时间为11520～17280分钟，优选为14400分钟。
本发明的第三方面提供了一种超导电性材料，所述超导电性材料包括第一方面所述的金属间氧化物超导材料或按照第二方面所述的制备方法制得金属间氧化物超导材料。
本发明的第四方面提供了第一方面所述的金属间氧化物超导材料或按照第二方面所述的制备方法制得金属间氧化物超导材料在制备超导材料中的应用。
5d过渡金属原子具有强的自旋轨道耦合效应，其相关化合物往往具有特殊的电子结构和物性，故而受到人们的重视，但目前发现的5d化合物超导体种类稀少，且超导转变温度也普遍较低。Hf是镧系之后的第一个5d过渡金属元素，由于镧系收缩效应，Hf与同族的Zr具有很相近的原子半径和高度相似的化学性质。已知Zr能够形成多种由N或O原子填隙的金属间化合物超导体，但Hf相关的填隙型金属间化合物却较少见诸报道，关于超导电性的研究更是罕见。目前已知的Hf化合物超导体仅有HfN、HfGe2等少数几种，这可能是因为Hf不同于Zr的某些特性所致。
针对目前5d化合物超导体种类稀少且超导转变温度很低、Hf相关的填隙型金属间化合物超导体罕见的现状，本发明旨在提供一种新型金属间氧化物超导材料及其制备方法，所述方法简洁易行，制备成本低，安全性高。
本发明涉及一种化学式为Hf3Pt4Ge2O的新型金属间氧化物超导材料及其制备方法，属功能材料制造技术领域。其制备方法是高温固相反应法，以金属铪粉、铂粉、锗粉、二氧化铪粉末为原料，按化学计量比称取，研磨充分后压制成块，放入石英管后抽高真空并熔封，将石英管放入电炉在850℃烧结14天，即得多晶样品。通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)等对其进行了结构表征分析，并确定了其晶体结构。通过综合物性测量系统(PPMS)和振动样品磁强计(VSM)对其电输运、磁化率、比热等低温物性进行了测量，确认其具有超导电性。本发明提供的新型超导材料是首个Hf基金属间氧化物超导体，其常压超导转变温度为4.2K，在现有为数不多的5d过渡金属化合物超导体中其超导转变温度相对较高。其次，该新型超导材料为四元化合物，以其作为母相很容易进行化学成分调控，例如对其中的一个或多个组成元素的含量进行调整，或用其他元素进行掺杂替换，这为超导物理研究提供了一个新的平台，具有较高的科研价值。此外，该材料的化学性质稳定，制备工艺简洁方便，具有潜在的工业应用价值，例如电力、电子、通信等领域。
本发明采用如下技术方案：
一种新型金属间氧化物超导材料，其具有以下的化学式：Hf3Pt4Ge2O，通式：A3B4C2X(其中A、B为过渡金属，C为主族元素，X为非金属元素)，空间群：Fm-3m(No.225)，晶胞参数：
Figure BDA0003005448360000041
原子坐标如表1所示，超导电性参数如表2所示。
表1原子坐标
Figure BDA0003005448360000042
表2超导电性参数
Figure BDA0003005448360000043
Figure BDA0003005448360000051
本发明还提供了一种新型金属间氧化物超导材料的制备方法，具有以下的工艺和步骤：
(1)在氩气保护的手套箱中按照化学计量比Hf:Pt:Ge:HfO2＝5:8:4:1依次称量各原料，置于玛瑙研钵中充分研磨均匀，倒入模具后用液压机压制成块，装入石英管中，用涡轮分子泵抽真空至1×10-4Pa以下，用氧气-液化气混合焰对石英管进行熔封；
(2)随后将封制完毕的石英管置于高温箱式炉中，以2℃每分钟的变温速率从室温升至850℃，在850℃保温14400分钟，再以2℃每分钟的变温速率降至室温，之后打开石英管即得Hf3Pt4Ge2O多晶样品；
(3)之后利用X射线衍射(XRD)对充分研磨后的上述样品进行了晶体结构分析，利用扫描电子显微镜(SEM)及其附带的电子能谱仪(EDS)对样品进行了晶粒形貌观测和元素定量分析，利用透射电子显微镜(TEM)对样品的微结构进行了观测，并与XRD分析结果一致。
(4)最后利用综合物性测量系统(PPMS)和振动样品磁强计(VSM)对样品的低温物理性质进行测量，包括其电阻、磁化率和比热随温度的变化关系，以及定温磁滞回线，确定该样品具有体相超导电性，且属于典型的第二类超导行为。
在本发明Hf3Pt4Ge2O材料的基础上，可以进行以下拓展：
(1)以氧化锗(GeO2)为氧源替代本发明所用原料中的HfO2；
(2)以Hf3Pt4Ge2O作为母相进行化学成分调控，包括对其中的一个或多个组成元素(Hf,Pt,Ge,O)的含量进行调整，进而调控材料的超导转变温度；
(3)用其他d区过渡金属或f区金属元素对Hf或Pt进行掺杂替换，用其他主族元素对Ge进行掺杂替换，用其他非金属元素对O进行掺杂替换，形成同构的A3B4C2X(其中A、B为d区过渡金属或f区金属，C为主族元素，X为非金属元素)
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1、本发明的金属间氧化物超导材料是制得的首个Hf基金属间氧化物超导体，
2、该新型超导材料的超导转变温度Tc为4.2K，在现有为数不多的5d过渡金属化合物超导体中Tc相对较高；
3、理论计算表明，该新型超导材料的费米面附近电子主要由Hf和Pt的5d轨道提供，因此具有明显的自旋轨道耦合效应，这对于5d化合物超导电性研究具有重要价值；
4、该新型超导材料的晶体结构由金属原子构建，氧原子则以间隙原子形式填充，这与常规氧化物的阴离子框架加金属阳离子填充的晶体结构相反，对新材料研究有启发意义；
5、该新型超导材料为四元化合物，以其作为母相很容易进行化学成分调控，例如对其中的一个或多个组成元素的含量进行调整，或用其他元素进行掺杂替换，这为进一步研究或改善其性能提供了一个平台；
6、该材料的化学性质稳定，对水和空气不敏感，易于保存；
7、仪器表征分析显示，该制备工艺所得样品物相纯度高；
8、制备工艺极为简便，制备条件易于满足，无需电弧熔炼等特殊设备。
附图说明
以下，结合附图来详细说明本发明的实施方案，其中：
图1示出了本发明实施例2所述方法制备的Hf3Pt4Ge2O材料的多晶样品的X射线粉末衍射谱图及其精修的晶体结构。
图2示出了本发明实施例2所述方法制备的Hf3Pt4Ge2O材料的多晶样品的扫描电镜图及电子能谱图；其中图2的插图示出了本发明所述方法制备的Hf3Pt4Ge2O材料的多晶样品的扫描电镜图。
图3示出了本发明实施例2所述方法制备的Hf3Pt4Ge2O材料的多晶样品的电子衍射图及扫描透射电子显微图；其中图3(a)示出了[100]带轴的电子衍射；图3(b)示出了[111]带轴的电子衍射；图3(c)示出了[110]带轴的电子衍射；图3(d)示出了[112]带轴的电子衍射；图3(e)示出了[100]带轴的扫描透射电子显微图；图3(f)示出了[110]带轴的扫描透射电子显微图。
图4示出了本发明实施例2所述方法制备的Hf3Pt4Ge2O材料的多晶样品的变温电阻曲线(300K～2K)；其中图4的插图示出了在不同外加磁场下的变温电阻曲线。
图5示出了本发明实施例2所述方法制备的Hf3Pt4Ge2O材料的多晶样品的变温磁化率曲线(300K～2K)，其中ZFC为零场冷模式，FC为场冷模式。
图6示出了本发明实施例所述方法制备的Hf3Pt4Ge2O材料的多晶样品的定温磁滞回线(2K和5K)。
图7示出了本发明实施例2所述方法制备的Hf3Pt4Ge2O材料的多晶样品的初始磁化曲线；其中图7的插图示出了根据金兹堡-朗道理论拟合的Hc1-T曲线，由其外推得到下临界场Hc1＝39.7Oe。
图8示出了本发明实施例2所述方法制备的Hf3Pt4Ge2O材料的多晶样品的低温比热曲线；其中图8的插图示出了样品的低温电子比热曲线。
图9示出了本发明实施例3所述方法制备的以GeO2为氧源的Hf3Pt4Ge2O材料的多晶样品的变温磁化率曲线(10K～2K)、变温电阻曲线(10K～2K)以及X射线粉末衍射谱图。其中ZFC为零场冷模式，FC为场冷模式。
图10示出了本发明实施例4所述方法制备的对氧元素含量进行调控的Hf3Pt4Ge2O1.5、Hf3Pt4Ge2O1.25、Hf3Pt4Ge2O1.125、Hf3Pt4Ge2O、Hf3Pt4Ge2O0.875、Hf3Pt4Ge2O0.75系列多晶样品的变温磁化率曲线(10K～2K)、变温电阻曲线(10K～2K)以及X射线粉末衍射谱图。
图11示出了本发明实施例5所述方法制备的以Sc替换Hf、Ir替换Pt、Ga替换Ge、N替换O得到的(Hf0.75Sc0.25)3Pt4Ge2O、Hf3(Pt0.75Ir0.25)4Ge2O、Hf3Pt4(Ge0.75Ga0.25)2O、Hf3Pt4Ge2N材料的多晶样品的变温磁化率曲线(10K～2K)、变温电阻曲线(10K～2K)以及X射线粉末衍射谱图。。
具体实施方式
下面通过具体的实施例进一步说明本发明，但是，应当理解为，这些实施例仅仅是用于更详细具体地说明之用，而不应理解为用于以任何形式限制本发明。
本部分对本发明试验中所使用到的材料以及试验方法进行一般性的描述。虽然为实现本发明目的所使用的许多材料和操作方法是本领域公知的，但是本发明仍然在此作尽可能详细描述。本领域技术人员清楚，在上下文中，如果未特别说明，本发明所用材料和操作方法是本领域公知的。
以下实施例中使用的试剂和仪器如下：
试剂：
Hf(99.9％)购自Innochem、Pt(99.95％)购自Innochem、Ge(99.99％)购自Alfa、HFO2(99.99％)购自Alfa。
仪器：
X射线衍射仪，购自Bruker AXS、型号D8 Advanced；
扫描电子显微镜，购自Hitachi、型号S-4800；
透射电子显微镜，购自JEOL Inc.、型号JEM-ARM200F；
综合物性测量系统，购自Quantum Design、型号PPMS-9；
振动样品磁强计，购自Quantum Design、型号VSM；
实施例1
本实施例用于说明本发明金属间氧化物超导材料的制备方法。
在氩气保护的手套箱中，用分析天平准确称量0.9064g Hf,1.5850g Pt,0.2949gGe,0.2138g HfO2，置于玛瑙研钵中充分研磨均匀，倒入模具后用液压机压制成块，装入石英管中，用涡轮分子泵抽真空至1×10-4Pa以下，用氧气-液化气混合焰对石英管进行熔封；随后将封制完毕的石英管置于高温箱式炉中，以2℃每分钟的变温速率从室温升至850℃，在850℃保温14400分钟，再以2℃每分钟的变温速率降至室温，之后打开石英管即得Hf3Pt4Ge2O多晶样品。之后利用X射线衍射(XRD)对充分研磨后的上述样品进行了晶体结构分析，利用扫描电子显微镜(SEM)及其附带的电子能谱仪(EDS)对样品进行了晶粒形貌观测和元素定量分析，利用透射电子显微镜(TEM)对样品的微结构进行了观测，并与XRD分析结果一致；最后利用综合物性测量系统(PPMS)和振动样品磁强计(VSM)对样品的低温物理性质进行测量，包括其电阻、磁化率和比热随温度的变化关系，以及定温磁滞回线，确定该样品具有体相超导电性，且属于典型的第二类超导行为。
实施例2
本实施例用于说明本发明金属间氧化物超导材料的制备方法。
在氩气保护的手套箱中，用分析天平准确称量2.4170g Hf,4.2266g Pt,0.7864gGe,0.5701g HfO2，置于玛瑙研钵中充分研磨均匀，倒入模具后用液压机压制成块，装入石英管中，用涡轮分子泵抽真空至1×10-4Pa以下，用氧气-液化气混合焰对石英管进行熔封；随后将封制完毕的石英管置于高温箱式炉中，以2℃每分钟的变温速率从室温升至850℃，在850℃保温14400分钟，再以2℃每分钟的变温速率降至室温，之后打开石英管即得Hf3Pt4Ge2O多晶样品，之后打开石英管即得Hf3Pt4Ge2O多晶样品；之后利用X射线衍射(XRD)对充分研磨后的上述样品进行了晶体结构分析，利用扫描电子显微镜(SEM)及其附带的电子能谱仪(EDS)对样品进行了晶粒形貌观测和元素定量分析，利用透射电子显微镜(TEM)对样品的微结构进行了观测，并与XRD分析结果一致；最后利用综合物性测量系统(PPMS)和振动样品磁强计(VSM)对样品的低温物理性质进行测量，包括其电阻、磁化率和比热随温度的变化关系，以及定温磁滞回线，确定该样品具有体相超导电性，且属于典型的第二类超导行为。
本发明所述的合成工艺制得的Hf3Pt4Ge2O是首个Hf基金属间氧化物超导体。该新型超导材料的超导转变温度Tc为4.2K，在现有为数不多的5d过渡金属化合物超导体中Tc相对较高；仪器表征分析显示，该制备工艺所得样品物相纯度高，其中XRD物相分析未见明显已知化合物杂相，说明原料转化率很高，且样品的超导抗磁体积分数在1附近，证明超导相纯度较高。该样品化学性质稳定，对水和空气不敏感，可长期保存。
实施例3
本实施例用于说明以氧化锗(GeO2)为氧源替代本发明所用原料中的HfO2本发明金属间氧化物超导材料的制备方法。
在氩气保护的手套箱中，用分析天平准确称量2.4170g Hf,4.2266g Pt,0.7864gGe,0.5701g GeO2，将样品分别置于玛瑙研钵中充分研磨均匀，倒入模具后用液压机压制成块，装入石英管中，用涡轮分子泵抽真空至1×10-4Pa以下，用氧气-液化气混合焰对石英管进行熔封；随后将封制完毕的石英管置于高温箱式炉中，以2℃每分钟的变温速率从室温升至850℃，在850℃保温14400分钟，再以2℃每分钟的变温速率降至室温，之后打开石英管即得Hf3Pt4Ge2O多晶样品，之后打开石英管即得Hf3Pt4Ge2O多晶样品；之后利用X射线衍射(XRD)对充分研磨后的上述样品进行了晶体结构分析，利用扫描电子显微镜(SEM)及其附带的电子能谱仪(EDS)对样品进行了晶粒形貌观测和元素定量分析，利用透射电子显微镜(TEM)对样品的微结构进行了观测，并与XRD分析结果一致；最后利用综合物性测量系统(PPMS)和振动样品磁强计(VSM)对样品的低温物理性质进行测量，包括其电阻、磁化率和比热随温度的变化关系，以及定温磁滞回线，确定该样品具有体相超导电性，且属于典型的第二类超导行为。与以HfO2为氧源的样品相比，抗磁体积分数略降低，且XRD显示有少量杂峰，但主相含量仍在50％以上。
实施例4
本实施例用于说明以Hf3Pt4Ge2O作为母相进行化学成分调控，包括对其中的一个或多个组成元素(Hf,Pt,Ge,O)的含量进行调整，进而调控材料的超导转变温度的实施方法。本实施例以氧元素调控为例。
在氩气保护的手套箱中，用分析天平准确称量原料，以各样品的名义组分配制：Hf3Pt4Ge2O1.5(2.1636g Hf,4.2038g Pt,0.7821g Ge,0.8505g HfO2)；Hf3Pt4Ge2O1.25(2.2899g Hf,4.2152g Pt,0.7842g Ge,0.7106g HfO2)；Hf3Pt4Ge2O1.125(2.3534g Hf,4.2209g Pt,0.7853g Ge,0.6404g HfO2)；Hf3Pt4Ge2O0.875(2.4808g Hf,4.2323g Pt,0.7874g Ge,0.4995g HfO2)；Hf3Pt4Ge2O0.75(2.5447g Hf,4.2381g Pt,0.7885g Ge,0.4287gHfO2)。将各个样品置于玛瑙研钵中充分研磨均匀，倒入模具后用液压机压制成块，装入石英管中，用涡轮分子泵抽真空至1×10-4Pa以下，用氧气-液化气混合焰对石英管进行熔封；随后将封制完毕的石英管置于高温箱式炉中，以2℃每分钟的变温速率从室温升至850℃，在850℃保温14400分钟，再以2℃每分钟的变温速率降至室温，之后打开石英管即得Hf3Pt4Ge2O1.5、Hf3Pt4Ge2O1.25、Hf3Pt4Ge2O1.125、Hf3Pt4Ge2O0.875、Hf3Pt4Ge2O0.75系列多晶样品；然后利用X射线衍射(XRD)对充分研磨后的上述样品进行了晶体物相分析，利用综合物性测量系统(PPMS)和振动样品磁强计(VSM)对样品的低温物理性质进行测量，包括其电阻和磁化率随温度的变化关系，确定上述样品具有体相超导电性，且属于典型的第二类超导行为，超导温度分别为3.6K，3.8K，4.0K，4.1K，3.9K。与Hf3Pt4Ge2O相比，各组分的超导温度和抗磁体积分数呈现先升高再降低的趋势。
实施例5
本实施例用于说明用其他d区过渡金属或f区金属元素对Hf或Pt进行掺杂替换，用其他主族元素对Ge进行掺杂替换，用其他非金属元素对O进行掺杂替换，形成同构的A3B4C2X金属间氧化物超导材料的制备方法。本实施例以Sc替换Hf、Ir替换Pt、Ga替换Ge、N替换O为例。
在氩气保护的手套箱中，用分析天平准确称量原料，以各样品的名义组分配制：(Hf0.75Sc0.25)3Pt4Ge2O(1.8150g Hf,0.1959g Sc,4.5340g Pt,0.8436gGe,0.6115g HfO2)；Hf3(Pt0.75Ir0.25)4Ge2O(2.4217g Hf,3.1761g Pt,1.0432g Ir,0.7879g Ge,0.5712g HfO2)；Hf3Pt4(Ge0.75Ga0.25)2O(2.4193g Hf,4.2307g Pt,0.5903g Ge,0.1890g Ga,0.5706g HfO2)；Hf3Pt4Ge2N(1.9362g Hf,4.2323g Pt,0.7874g Ge,1.0441g HfN)；。将各个样品分别置于玛瑙研钵中充分研磨均匀，倒入模具后用液压机压制成块，装入石英管，用涡轮分子泵抽真空至1×10-4Pa以下，用氧气-液化气混合焰对石英管进行熔封；随后将封完的石英管置于高温箱式炉中，以2℃每分钟的变温速率从室温升至850℃，在850℃保温14400分钟，再以2℃每分钟的变温速率降至室温，之后打开石英管即得(Hf0.75Sc0.25)3Pt4Ge2O、Hf3(Pt0.75Ir0.25)4Ge2O、Hf3Pt4(Ge0.75Ga0.25)2O、Hf3Pt4Ge2N的多晶样品；然后利用X射线衍射(XRD)对充分研磨后的上述样品进行了物相分析，利用综合物性测量系统(PPMS)和振动样品磁强计(VSM)对样品的低温物理性质进行测量，其电阻和磁化率随温度的变化关系，确定上述样品具有体相超导电性，且属于典型的第二类超导行为，超导温度分别为3.9K，3.6K，3.7K，3.4K。
尽管本发明已进行了一定程度的描述，明显地，在不脱离本发明的精神和范围的条件下，可进行各个条件的适当变化。可以理解，本发明不限于所述实施方案，而归于权利要求的范围，其包括所述每个因素的等同替换。

Claims (12)

1.一种金属间氧化物超导材料，其特征在于，所述金属间氧化物超导材料通式为：A3B4C2X；
其中，A、B为d区过渡金属或f区金属，C为主族元素，X为非金属元素；所述金属间氧化物超导材料具有Fm-3m空间群；
所述金属间氧化物超导材料的晶体结构由金属原子构建，氧原子以间隙原子形式填充。
2.根据权利要求1所述的金属间氧化物超导材料，其特征在于，所述金属间氧化物超导材料为Hf3Pt4Ge2O。
3.根据权利要求1所述的金属间氧化物超导材料，其特征在于，所述金属间氧化物超导材料的超导转变温度为4.09～4.24K。
4.根据权利要求3所述的金属间氧化物超导材料，其特征在于，所述金属间氧化物超导材料的超导转变温度为4.2K。
5.根据权利要求1所述的金属间氧化物超导材料，其特征在于，所述金属间氧化物超导材料具有体相超导电性。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的金属间氧化物超导材料的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
(1)按照化学计量比称量原料，充分研磨均匀，压制成块，装入石英管中，抽真空后对石英管进行熔封；
(2)加热步骤(1)中封制完毕的石英管至保温温度并进行保温，冷却后得到所述金属间氧化物超导材料。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，对所述石英管抽真空至1×10-4Pa以下。
8.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述加热变温速率为2℃每分钟；所述冷却变温速率为2℃每分钟。
9.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述保温温度为800～900℃；所述保温时间为11520～17280分钟。
10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述保温温度为850℃；所述保温时间为14400分钟。
11.一种超导电性材料，其特征在于，所述超导电性材料包括权利要求1至5中任一项所述的金属间氧化物超导材料或按照权利要求6至10中任一项所述的制备方法制得金属间氧化物超导材料。
12.权利要求1至5中任一项所述的金属间氧化物超导材料或按照权利要求6至10中任一项所述的制备方法制得金属间氧化物超导材料在制备超导材料中的应用。
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