TWI648750B - 超導帶及其製造方法 - Google Patents

超導帶及其製造方法 Download PDF

Info

Publication number
TWI648750B
TWI648750B TW106110386A TW106110386A TWI648750B TW I648750 B TWI648750 B TW I648750B TW 106110386 A TW106110386 A TW 106110386A TW 106110386 A TW106110386 A TW 106110386A TW I648750 B TWI648750 B TW I648750B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
superconducting
temperature superconducting
metal strip
temperature
nanoparticle
Prior art date
Application number
TW106110386A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201830414A (zh
Inventor
劉源
保羅 邦凡蒂
Original Assignee
上海新昇半導體科技有限公司
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 上海新昇半導體科技有限公司 filed Critical 上海新昇半導體科技有限公司
Publication of TW201830414A publication Critical patent/TW201830414A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI648750B publication Critical patent/TWI648750B/zh

Links

Classifications

    • 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
    • H01B12/02—Superconductive or hyperconductive conductors, cables, or transmission lines characterised by their form
    • H01B12/06—Films or wires on bases or cores
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B13/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing conductors or cables
    • 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

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
  • Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)

Abstract

本發明提供一種超導帶及其製造方法，所述超導帶包括金屬帶和所述金屬帶表面的多晶高溫超導薄膜，所述多晶高溫超導薄膜是高溫超導奈米粒子經過退火法形成。所述金屬帶是通過將金屬線壓製而成，所述高溫超導奈米粒子通過靜電噴塗沈積在所述金屬帶的表面。並且所述高溫超導奈米粒子通過水熱法製得。本發明提供的超導帶不易碎，並且具有超導臨界電流密度高、對濕度的敏感度低等優點。

Description

超導帶及其製造方法
本發明係關於一種新穎材料之技術領域，尤其係關於一種超導帶及其製造方法。
超導線材被廣泛應用在單晶矽提拉裝置上，以實現低的原生缺陷。在這些超導材料中，鈮鈦合金因其不易碎性，被廣泛用來製造具有商業用途的超導線材鈮鈦合金的其他超導參數如下：超導臨界轉變溫度=9.5K；超導臨界電流密度>106A/cm2；超導臨界磁場10T。
然而，因力鈮鈦合金的超導臨界轉變溫度很低，需要液態氦來保持其超導性。典型的高溫超導材料是YBCO(釔鋇銅氧化物)。YBCO的超導臨界轉變溫度高於77K，所以能夠藉由相對於液態氦更為便宜的液態氮來獲得。
但是目前將YBCO進行商業化推廣應用有一定的困難，因為YBCO材料存在易碎、對濕度敏感，並且在超導狀態下的超導臨界電流密度會很低等問題。
本發明的目的在於提供一種超導帶及其製造方法，以解決現有的高溫超導材料易碎、對濕度敏感和超導狀態下的超導臨界電流密度會很低等問題。
為解決上述技術問題，本發明提供一種超導帶，包括金屬帶和所述金屬帶表面的多晶高溫超導薄膜，並且所述多晶高溫超導薄膜是通過高溫超導奈米粒子形成。
於一實施例，在所述超導帶中，所述高溫超導奈米粒子是通過水熱法製得。
於一實施例，在所述超導帶中，所述高溫超導奈米粒子是通過靜電噴塗沈積在所述金屬帶上。
於一實施例，在所述超導帶中，所述高溫超導奈米粒子是通過退火法形成多晶高溫超導薄膜。
於一實施例，在所述超導帶中，所述高溫超導奈米粒子的材料為Li1-xFex(OH)Fe1-ySe、(Na0.25K0.45)(Ba1.00)3(Bi1.00)4O12或SrRu2O6。
於一實施例，在所述超導帶中，所述金屬帶是通過將金屬線壓製而成。
於一實施例，在所述超導帶中，所述金屬線的材料為銅、鎳、鐵、鈦、鋯、鈷或鎢。
本發明的另一方面提供了製造上述超導帶的方法，在金屬帶表面形成多晶高溫超導薄膜，包括如下步驟：將金屬線壓製成金屬帶；通過水熱法製成高溫超導奈米粒子；在溶劑中溶解所述高溫超導奈米粒子，並形成溶液；通過靜電噴塗使所述溶液中的高溫超導奈米粒子沈積在所述 金屬帶的表面上；對所述金屬帶表面的高溫超導奈米粒子進行退火法形成多晶高溫超導薄膜。
於一實施例，在所述製造超導帶的方法中，通過水熱法製成高溫超導奈米粒子的步驟包括：在水中溶解原材料形成溶液；將所述溶液放入滅菌器中，並對其進行攪拌；將攪拌後的所述溶液從所述滅菌器中倒入反應釜中，加熱製得所述高溫超導奈米粒子。
於一實施例，在所述製造超導帶的方法中，通過滾筒將金屬線壓製成金屬帶。
於一實施例，在所述製造超導帶的方法中，所述溶劑為去離子水、酒精或異丙醇。
於一實施例，在所述製造超導帶的方法中，所述退火法的溫度為300℃~400℃。
於實施例，在所述製造超導帶的方法中，所述原材料為硒脲、鐵粉末和氫氧化鋰製得的高溫超導奈米粒子為Li1-xFex(OH)Fe1-ySe；所述原材料為鉍酸鈉結晶、氫氧化鋇和氫氧化鉀製得的高溫超導奈米粒子為(Na0.25K0.45)(Ba1.00)3(Bi1.00)4O12；及/或所述原材料為高釕酸鉀和氧化鋯製得的高溫超導奈米粒子為SrRu2O6。
在本發明提供的超導帶及其製造方法中，所述超導帶包括金屬帶和所述金屬帶表面的多晶高溫超導薄膜，所述多晶高溫超導薄膜是高溫超導奈米粒子經過退火法形成，增加所述多晶高溫超導薄膜的結晶度，減少在晶界的電流損失，避免了超導臨界電流密度過低。所述金屬帶是通過將金屬線壓製而成，避免金屬帶易碎的問題。所述高溫超導奈米粒子是 通過靜電噴塗沈積在所述金屬帶的表面。所述高溫超導奈米粒子是通過水熱法製得，因為水熱法是濕生長法，通過水熱法生長出的高溫超導奈米粒子具有強防潮性，對濕度的敏感度低。因此利用本發明提供的方法製造出的超導帶對濕度的敏感度低，能夠適用在各種濕度環境下。
10‧‧‧多晶高溫超導薄膜
11‧‧‧金屬帶
12‧‧‧高溫超導奈米粒子
20‧‧‧金屬線
21、22、23‧‧‧滾筒
24‧‧‧注射器
25‧‧‧指針
26‧‧‧電壓
27‧‧‧加熱燈
S21、S22、S23、S24、S25‧‧‧步驟
第1圖係本發明超導帶的結構示意圖。
第2圖係表示，依據本發明之一實施例，本發明的超導帶製造方法的流程示意圖。
第3至5圖係表示，依據本發明之一實施例，製造超導帶的流程示意圖。
以下結合圖式和具體實施例對本發明進一步詳細說明。根據本案說明書及申請專利範圍，本發明的優點及特徵將更清楚。需說明的是，圖式均採用非常簡化的形式，且均使用非精準的比例，僅用以方便、明晰地輔助說明本發明實施例的目的。
實施例一
第1圖是本發明提供的一種超導帶，包括金屬帶11和所述金屬帶表面的多晶高溫超導薄膜10，並且所述多晶高溫超導薄膜10是通過高溫超導奈米粒子形成。
具體的，在本實施例一中，所述高溫超導奈米粒子的材料為Li1-xFex(OH)Fe1-ySe、(Na0.25K0.45)(Ba1.00)3(Bi1.00)4O12或SrRu2O6，並且是通過水熱法製得，因為水熱法屬於濕生長法，所以通過水熱法生長出的高溫超導奈米 粒子具有強防潮性，因此利用所述高溫超導奈米粒子製造的超導帶對濕度的敏感度低。
具體的，所述高溫超導奈米粒子是通過靜電噴塗沈積在所述金屬帶11上。所述金屬帶11表面的高溫超導奈米粒子被壓緊形成一層緻密薄膜，接著對所述緻密薄膜進行退火法，形成所述多晶高溫超導薄膜10。進行退火法能夠增加所述多晶高溫超導薄膜10的結晶度，並減少在晶界的電流損失，避免了在超導狀態下超導臨界電流密度過低的問題。
具體的，所述金屬帶11是通過將金屬線壓製而成，所述金屬線的材料為銅、鎳、鐵、鈦、鋯、鈷或鎢。使用金屬帶能夠避免沈積在所述金屬帶上的所述高溫超導奈米粒子過厚導致所述金屬帶的碎裂。
實施例二
本發明的另一方面還提供了一種超導帶的製造方法，在金屬帶表面形成多晶高溫超導薄膜，包括如下步驟：步驟S21，將金屬線壓製成金屬帶；步驟S22，通過水熱法製成高溫超導奈米粒子；步驟S23，在溶劑中溶解所述高溫超導奈米粒子，並形成溶液；步驟S24，通過靜電噴塗使所述溶液中的高溫超導奈米粒子沈積在所述金屬帶的表面上；步驟S25，對所述金屬帶表面的高溫超導奈米粒子進行退火法形成多晶高溫超導薄膜。
具體的，先通過滾筒將金屬線20壓製成金屬帶，如第3圖所示，滾筒21和滾筒22將所述金屬線20壓製成金屬帶11，以便在所述金屬帶11表面沈積高溫超導奈米粒子12。所述金屬線20的材料為銅、鎳、鐵、鈦、鋯、鈷或鎢。
接著通過水熱法製造高溫超導奈米粒子12，因為水熱法屬於濕生長法，所以通過水熱法生長出的高溫超導奈米粒子12具有強防潮性，因此利用所述高溫超導奈米粒子12製造的超導帶對濕度的敏感度低。具體的，首先在水中溶解原材料形成溶液，在滅菌器中用攪拌器將所述溶液攪拌均勻，倒入反應釜中進行加熱，溫度設定為200℃~250℃，加熱24小時後製得高溫超導奈米粒子12。
於一實施例，所述高溫超導奈米粒子12的材料為Li1-xFex(OH)Fe1-ySe、(Na0.25K0.45)(Ba1.00)3(Bi1.00)4O12或SrRu2O6。針對上述三種高溫超導奈米粒子材料，相應有三種原材料。具體的，原材料為硒脲，鐵粉末和氫氧化鋰製得的高溫超導奈米粒子為Li1-xFex(OH)Fe1-ySe；原材料為鉍酸鈉結晶，氫氧化鋇和氫氧化鉀製得的高溫超導奈米粒子為(Na0.25K0.45)(Ba1.00)3(Bi1.00)4O12；原材料為高釕酸鉀和氧化鋯製得的高溫超導奈米粒子為SrRu2O6。
然後將所述高溫超導奈米粒子12溶解在溶劑中，形成溶液。將所述溶液加入到注射器24中，在所述注射器24的下端引出指針25，所述指標25與所述金屬帶11之間連接電壓26，具體的所述電壓26的大小為10~30KV，電場力將所述高溫超導奈米粒子12拉出，通過靜電噴塗使所述溶液中的高溫超導奈米粒子12沈積在所述金屬帶11上，所述高溫超導 奈米粒子12在所述金屬帶11上堆疊，滾筒22和滾筒23將堆疊在所述金屬帶上的所述高溫超導奈米粒子12壓緊形成一層緻密薄膜。具體的，溶解所述高溫超導奈米粒子12的溶劑可選為去離子水、酒精或異丙醇。
最後對所述金屬帶11表面的緻密薄膜進行退火法。如圖5所示，採用加熱燈27對所述緻密薄膜進行加熱形成多晶高溫超導薄膜10。較佳的，退火法的退火溫度為300℃~400℃。退火法能夠增加所述多晶高溫超導薄膜10的結晶度，並減少在晶界的電流損失，避免了現有的多晶YBCO在超導狀態下超導臨界電流密度過低的問題。具體的，在製造所述超導帶的所有過程中，所述滾筒21、所述滾筒22和所述滾筒23一直處在滾動運動狀態中。
上述特定實施例之內容係為了詳細說明本發明，然而，該等實施例係僅用於說明，並非意欲限制本發明。熟習本領域之技藝者可理解，在不悖離後附申請專利範圍所界定之範疇下針對本發明所進行之各種變化或修改係落入本發明之一部分。

Claims (9)

  1. 一種超導帶，其特徵在於，包括金屬帶和所述金屬帶表面的多晶高溫超導薄膜，並且所述多晶高溫超導薄膜是通過高溫超導奈米粒子形成，其中所述高溫超導奈米粒子是通過水熱法製得，所述高溫超導奈米粒子是通過靜電噴塗沈積在所述金屬帶上，所述高溫超導奈米粒子是通過退火法形成多晶高溫超導薄膜，且所述高溫超導奈米粒子的材料為Li1-xFex(OH)Fe1-ySe、(Na0.25K0.45)(Ba1.00)3(Bi1.00)4O12或SrRu2O6。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的超導帶，其特徵在於，所述金屬帶是通過將金屬線壓製而成。
  3. 如申請專利範圍第2項所述的超導帶，其特徵在於，所述金屬線的材料為銅、鎳、鐵、鈦、鋯、鈷或鎢。
  4. 一種超導帶的製造方法，在金屬帶表面形成多晶高溫超導薄膜，其特徵在於，包括如下步驟：將金屬線壓製成金屬帶；通過水熱法製成高溫超導奈米粒子；在溶劑中溶解所述高溫超導奈米粒子，並形成溶液；通過靜電噴塗使所述溶液中的高溫超導奈米粒子沈積在所述金屬帶的表面上；對所述金屬帶表面的高溫超導奈米粒子進行退火法形成多晶高溫超導薄膜。
  5. 如申請專利範圍第4項所述的超導帶的製造方法，其特徵在於，通過水 熱法製成高溫超導奈米粒子的步驟包括：在水中溶解原材料形成溶液；將所述溶液放入滅菌器中，並對其進行攪拌；將攪拌後的所述溶液從所述滅菌器中倒入反應釜中，加熱製得所述高溫超導奈米粒子。
  6. 如申請專利範圍第4項所述的超導帶的製造方法，其特徵在於，通過滾筒將金屬線壓製成金屬帶。
  7. 如申請專利範圍第4項所述的超導帶的製造方法，其特徵在於，所述溶劑為去離子水、酒精或異丙醇。
  8. 如申請專利範圍第4項所述的超導帶的製造方法，其特徵在於，所述退火法的溫度為300℃~400℃。
  9. 如申請專利範圍第5項所述的超導帶的製造方法，其特徵在於，所述原材料為硒脲、鐵粉末和氫氧化鋰製得的高溫超導奈米粒子為Li1-xFex(OH)Fe1-ySe；所述原材料為鉍酸鈉結晶、氫氧化鋇和氫氧化鉀製得的高溫超導奈米粒子為(Na0.25K0.45)(Ba1.00)3(Bi1.00)4O12；及/或所述原材料為高釕酸鉀和氧化鋯製得的高溫超導奈米粒子為SrRu2O6。
TW106110386A 2016-10-25 2017-03-28 超導帶及其製造方法 TWI648750B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610985266.5A CN107978394A (zh) 2016-10-25 2016-10-25 超导带及其制造方法
??201610985266.5 2016-10-25

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201830414A TW201830414A (zh) 2018-08-16
TWI648750B true TWI648750B (zh) 2019-01-21

Family

ID=62005217

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW106110386A TWI648750B (zh) 2016-10-25 2017-03-28 超導帶及其製造方法

Country Status (2)

Country Link
CN (1) CN107978394A (zh)
TW (1) TWI648750B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101512829A (zh) * 2005-07-29 2009-08-19 美国超导公司 高温超导导线和线圈
TW201316576A (zh) * 2011-05-30 2013-04-16 Sumitomo Electric Industries 超導薄膜材料及其製造方法
US20130210635A1 (en) * 2010-07-29 2013-08-15 Theva Dunnschichttechnik Gmbh High temperature superconducting tape conductor having high critical ampacity
CN104992777A (zh) * 2015-05-28 2015-10-21 苏州新材料研究所有限公司 一种双轴织构缓冲层结构

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10128320C1 (de) * 2001-06-12 2002-07-25 Trithor Gmbh Verfahren zum Herstellen von Hochtemperatur-Supraleitern
CN100373649C (zh) * 2002-03-26 2008-03-05 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
CN105957640B (zh) * 2016-05-20 2017-07-07 西北有色金属研究院 一种Bi‑2212超导线/带材的制备方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101512829A (zh) * 2005-07-29 2009-08-19 美国超导公司 高温超导导线和线圈
US20130210635A1 (en) * 2010-07-29 2013-08-15 Theva Dunnschichttechnik Gmbh High temperature superconducting tape conductor having high critical ampacity
TW201316576A (zh) * 2011-05-30 2013-04-16 Sumitomo Electric Industries 超導薄膜材料及其製造方法
CN104992777A (zh) * 2015-05-28 2015-10-21 苏州新材料研究所有限公司 一种双轴织构缓冲层结构

Also Published As

Publication number Publication date
TW201830414A (zh) 2018-08-16
CN107978394A (zh) 2018-05-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Zhang et al. Low-temperature fabrication of MnFe2O4 octahedrons: magnetic and electrochemical properties
JPH01286902A (ja) 酸化物超電導体の製造方法
Zeng et al. Preparation of granular Bi-2212 nanowires by electrospinning
TWI648750B (zh) 超導帶及其製造方法
Jiao et al. Fabrication of new C/ZnO/ZnO composite material and their enhanced gas sensing properties
CN112259673B (zh) 一种含混合人工钉扎相的(re,y)-123超导膜及其制备方法
Xie et al. Progress of superconducting nanofibers via electrospinning
Bernardi et al. Superconductor YBa2Cu3− xNixO7− δ compounds prepared by electrospinning
CN109052493A (zh) 熔盐法合成钛酸镍纳米颗粒的方法
Zhao et al. Growth of Bi2Sr2CaCu2O8+ δ thin films with enhanced superconducting properties by incorporating NiO nanoparticles
Naik et al. Limited infiltration due to reactive sintering of nano-Sm2O3 with preforms—its effect on (Y, Sm) Ba2Cu3O7− δ superconductors
Ochsenkühn-Petropoulou et al. Comparison of the oxalate co-precipitation and the solid state reaction methods for the production of high temperature superconducting powders and coatings
Li et al. Enhancement of the power factor of SnSe by adjusting the crystal and energy band structures
WO2020258959A1 (zh) 一种ZnO纳米片及其制备方法
CN112864300B (zh) 一种碲化铋基合金薄膜-钙钛矿型氧化物异质结复合热电材料及其制备与应用
Rieken et al. YBa2Cu3Ox superconducting nanorods
Zhang et al. Effect of Er/Y addition on the growth and superconductivity of Bi2212 films
CN117079888B (zh) 一种含有双掺杂相rebco超导膜及其制备方法
Wimbush et al. Synthesis and characterization of BaZrO3-doped YBa2Cu3O7− δ microtapes with improved critical current densities
Amoudeh et al. Fabrication and characterization of YCa 2 Cu 3 O 7 superconductors using natural (CaCO 3) nanoparticles extracted from Sepia pharaonis
JP3590567B2 (ja) 酸化物超電導線材の製造方法及び酸化物超電導線材
CN115505874A (zh) 一种sto-lsmo颗粒-gbco复合薄膜及其制备方法
Hamadneh et al. The Sintering Effect on the Phase Formation and Transport Current Properties of SmBa 2 Cu 3 O 7− δ Ceramic Prepared from Nano-Coprecipitated Precursors
Balachandran et al. Progress in development of tapes and magnets made from Bi-2223 superconductors
Assadi Theoretical and Experimental Surveys of Doped Thermoelectric NaxCoO2