[发明专利]用BaCeO3掺杂提高YBaCuO超导体性能的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种通过纳米颗粒掺杂提高钇钡铜氧(YBaCuO)超导块材性能的方法。

背景技术

YBaCuO超导块的成份以YBa₂Cu₃O_7-y超导相(123相)为主，添加一定量的Y₂BaCuO_5-x非超导相(211相)。添加非超导的211相的主要目的是防止单畴超导块生长过程中液相的流失。YBaCuO超导块通过包晶反应生成c轴择优取向的晶体结构，最终产物中具有大量颗粒状的211相被俘获在层状123相基体中的特征。大量工艺研究的结果证实，细小的211相颗粒弥散分布在123相基体中可以增加超导材料的磁通钉扎能力，从而提高超导材料的性能。通常细化211相颗粒的方法是在YBaCuO的先驱粉末中掺杂0.2wt％～0.5wt％的铂粉(Pt)。由于Pt是价格昂贵的贵金属元素，Pt的掺杂增加了YBaCuO超导块的成本。

发明内容

本发明的目的是提供一种用BaCeO₃掺杂提高YBaCuO超导体性能的方法，可以进一步细化单畴YBaCuO超导块中211颗粒，从而提高超导材料临界电流密度。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：

一种用BaCeO₃掺杂提高YBaCuO超导体性能的方法，将平均粒度为1nm～100nm的BaCeO₃粉末加入Y_1.8Ba_2.4Cu_3.4O_y粉末中，经球磨混合均匀后，用单轴模压成型，再采用顶部籽晶辅助熔融织构生长工艺(TSMTG)生成单畴结构的YBaCuO超导块，其中，BaCeO₃粉末加入量为Y_1.8Ba_2.4Cu_3.4O_y粉末的0.25wt％～1.00wt％。

本发明所采用的球磨混合、单轴模压成型、顶部籽晶辅助熔融织构生长工艺(TSMTG)均为公知工艺。

采用顶部籽晶辅助熔融织构生长工艺(TSMTG)，其中，TSMTG是顶部籽晶辅助熔融织构生长工艺英文Top Seeded Melt Textured Growth的缩写。本发明采用纳米数量级粒度的BaCeO₃替代Pt掺杂在YBaCuO先驱粉中，采用顶部籽晶辅助熔融织构生长工艺(TSMTG)的工艺参数没有变化。

使用微米数量级粒度的BaCeO₃替代Pt可以取得良好的效果，有细化211相颗粒和提高性能的作用，但总体效果不如Pt。纳米级粒度即平均粒度为1nm～100nm的BaCeO₃掺杂在YBaCuO先驱粉中制备单畴YBaCuO超导块，可以进一步细化211相颗粒从而进一步提高超导块的性能。

本发明的优点为：本发明用纳米粒度的BaCeO₃掺杂在YBaCuO先驱粉中，掺杂量为0.25wt％～1.00wt％。用其制备的单畴YBaCuO超导块的临界电流密度均高于未掺杂的单畴YBaCuO超导块。掺杂量为0.50wt％的超导块的临界电流密度达到了掺杂0.2wt％贵金属Pt样品的同等水平。

附图说明

图1为不同含量BaCeO₃掺杂样品(A、B、C)的临界电流J_c与磁场B的关系及其与未掺杂样品D和掺Pt样品E的比较图。

具体实施方式