[发明专利]一种提高铁基超导体上临界场和临界电流密度的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种提高铁基超导体性能的方法。

背景技术

2008年1月初，日本东京工业大学的H.Hosono研究组在JASC杂志上报导了对LaO_1-xF_xFeAs材料的研究，并发现温度在26K时该材料表现超导电性，这一突破性进展开启了科学界新一轮的高温超导研究热潮[Kamihara Y.et al.，Iron-based layered superconductor LaO_1-xF_xFeAs(x＝0.05-0.12)with T_c＝26K.J.Am.Chem.Sco.130，3296-3297(2008)].在新超导体发现的浪潮中，发现了一系列具有代表性和高临界转变温度的铁基超导体。目前，根据母体化合物的组成比和晶体结构，新型铁基超导材料大致可以分为以下四大体系：(1)“1111”体系，成员包括LnOFePn(Ln＝La，Ce，Pr，Nd，Sm，Gd，Tb，Dy，Ho，Y；Pn＝P，As)以及DvFeAsF(Dv＝Ca，Sr)等；(2)“122”体系，成员包括AFe2As2(A＝Ba，Sr，K，Cs，Ca，Eu)等和B_xFe₂Se₂(B＝Cs、Rb、K、Na)；(3)“111”体系，成员包括AFeAs(A＝Li，Na)等；(4)“11”体系，成员包括FeSe(Te)等。

铁基超导体是一种新发现的高温超导体，其最高超导转变温度目前已达到到55K，并有可能继续提高。与传统超导材料向比，铁基超导体有转变温度高、上临界场大、临界电流的强磁场依赖性小等优点，是一种在20-30K范围内具有极大应用前景的新型超导材料。与氧化物高温超导材料相比，铁基超导体的晶体结构更为简单、相干长度大、各向异性小、制备工艺简单，因此铁基超导材料的制备受到国际上的广泛关注。科学家们在关注其超导机理的同时，也十分重视其潜在的应用前景。目前，将铁基超导体制备成块材和线带材的工作也已经展开，对如何提高铁基超导体的临界电流密度和不可逆场的研究也在逐渐深入。这对于发展新型铁基超导体具有重要的意义。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术制备的铁基超导体临界电流密度低的缺点，提出一种提高铁基超导体上临界场和临界电流密度的方法。本发明通过旋锻、拉拔、轧制以及在铁基超导体前驱粉中添加适量的锡或锡化合物或锡合金的方法，有效提高铁基超导体的晶粒连接性，进而提高不可逆场以及临界电流密度。

本发明的特征在于，将适量的锡粉或含锡化合物或焊锡合金与铁基超导材料A_1-xB_xFe₂As₂，A＝Ba、Sr、Eu或Ca，B＝Cs、Rb、K、Na，x＝0-0.7，或者铁基超导材料B_xFe₂Se₂，B＝Cs、Rb、K、Na，x＝0-0.7，或者铁基超导材料LnFeAsO_1-δF_δ，Ln为选自La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、Y中的一种或多种元素，δ＝0-0.4，的前驱粉或者原料粉混合均匀，所述的锡粉或含锡化合物或含锡合金与上述铁基超导体前驱粉的质量比为0～0.4∶1，然后将掺有锡粉或含锡化合物或焊锡合金的前驱粉压制成块，或填入金属管、复合金属管或合金管中，进行旋锻、拉拔、轧制、加工得到线材或带材。如果以生粉作为前驱粉，压制成块或填入金属管的过程须在氩保护气氛下进行。

再将加工成型的块材或线带材置于氩保护气氛或真空环境中，经200-1300℃烧结1秒钟-100小时。

本发明的优点是：1、通过旋锻、拉拔、轧制一系列机械加工，可以得到具有晶粒取向的铁基超导体，提高超导晶粒连接性。2、锡粉或含锡化合物或含锡合金的添加不改变超导体的临界转变温度，可有效提高超导体晶粒连接性，进而提高不可逆场和临界电流密度。在4.2K，10T下，可以将临界电流从200A/cm²提高到5000A/cm²以上。

说明书附图

图1本发明样品在磁场下的临界电流密度；

图2具有晶粒取向的带材截面扫描电镜图。

具体实施方式

以下结合实施例进一步说明本发明。

实施例1