[发明专利]一种铕铁砷超导体线材或带材的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种铕铁砷超导体线材或带材的制备方法。

背景技术

铕铁砷化合物超导材料(EuFe₂As₂)是新发现的又一种铁基化合物超导材料，通过合理的掺杂，其超导转变温度可以达到35K，因此引起国际材料界广泛的关注。铕铁砷化合物超导体具有ThCr₂Si₂型结构，与ReFeAsO_1-xF_X超导体相比，铕铁砷化合物超导材料结构更为简单，由于不含氧，使其合成温度降低，合成时间也变短，这样合成变得更为容易，并且可以得到大的单晶，这些对于研究铁砷超导体的超导机理都十分有利。最近，理论计算和试验均表明，铕铁砷化合物超导材料的上临界场和不可逆场都很高，并且具有较大的相干长度，这些充分表明铕铁砷化合物超导材料具有极大的应用前景。目前新型铁基化合物超导材料线带材的研究主要是利用铁基砷氧化合物超导体(ReFeAsO_1-xF_X)，而关于铕铁砷化合物超导材料(EuFe₂As₂)的研究主要集中在块材方面，采用的多是石英玻璃分步烧结方法，过程复杂且具有安全隐患，而铕铁砷化合物超导材料的线带材研究还未见报道。对于超导材料的实际工程应用来说，其线带材的制备技术具有更加重要的意义，而铕铁砷化合物超导材料结构简单且不含氧元素，比ReFeAsO_1-xF_X超导体更容易制备线带材。

发明内容

本发明的目的为了满足铕铁砷化合物超导材料的基础研究和工程应用需要，提供一种具有较高超导性能的铕铁砷化合物超导体线材和带材的制备方法。

本发明选用金属管，包括纯金属管和复合金属管。金属管和复合金属管的内层管选自铁、铜、低碳钢、不锈钢、铬、钒、锰、钛、锆、钼、镍、铌、钨、铪或钽的一种，复合金属管外层管选自铜、钛、镍、铌中的一种。

本发明的具体制备步骤为：

(1)将按照化学式Eu_1-xA_xM₂Pn₂配制的原料粉末混合均匀后，装入金属管，充分夯实，然后封闭金属管的两端；

(2)将金属管按照5％-20％的道次变形量进行旋锻、拉拔、轧制加工得到棒材、线材或带材；

(3)将经步骤2加工所得的棒材或线材或带材置于高温加热炉中，于室温下抽真空至10^-2-10^-5帕，之后充入氩气，然后在600-1000℃的温度下保温5-60小时，最后待高温炉冷却至室温，得到铕铁砷新型超导体。

以上所述的化学式Eu_1-xA_xM₂Pn₂：A为选自Li、Na、K、Rb、Cs中的一种元素；M为选自Fe、Co、Ni中的一种元素；Pn为As、P、Sb中的一种元素；x＝0-0.50；

本发明的优点是，首先采用加工性能优良、硬度较大的金属管作为铕铁砷化合物超导材料的包套材料，有利于在加工过程中将初始的原料粉充分破碎、压实，使最终形成的铕铁砷化合物超导材料晶粒细化，有效强化晶粒连接性，同时改善了加工过程中的金属流动性，避免了出现断裂现象。其次，包套复合超导体材料经过材料旋锻、拉拔、轧制的综合加工过程，形成的超导体更为致密，因而大大提高了材料的超导性能。再次，金属管的熔点较高，可以有效避免加热过程中磷族有毒元素的泄露，安全可靠。另外，本发明可实现铕铁砷化合物超导体以及线带材的一次快速烧结成材，工艺简单且生产效率很高，避免了目前普遍采用的分步烧结方法带来的成本较高等问题。本方法制备的铕铁砷化合物超导体密度较高并且具有良好的超导性能。

具体实施方式：

本发明具体的制备过程为：

(1)将按照化学式Eu_1-xA_xM₂Pn₂配制的原料粉末混合均匀后，装入金属管，充分夯实，然后封闭金属管的两端；

(2)将金属管按照5％-20％的道次变形量进行旋锻、拉拔、轧制加工得到棒材、线材或带材；