[发明专利]制备(Ba/Sr)1-xKxFe2As2超导线材或带材的方法有效

专利信息
申请号: 201410422409.2 申请日: 2014-08-25
公开(公告)号: CN104217817A 公开(公告)日: 2014-12-17
发明(设计)人: 董持衡;马衍伟;张现平;姚超;林鹤;王栋樑;张谦君 申请(专利权)人: 中国科学院电工研究所
主分类号: H01B13/00 分类号: H01B13/00
代理公司: 北京科迪生专利代理有限责任公司 11251 代理人: 关玲
地址: 100190 *** 国省代码: 北京;11
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摘要:
搜索关键词: 制备 ba sr sub fe as 超导 线材 方法
【说明书】:

技术领域

发明涉及一种(Ba/Sr)1-xKxFe2As2超导线材或带材的制备方法。

背景技术

2008年发现的铁基超导体为超导应用的发展带来新的契机。其中,FeAs-122超导材料具有Tcmax~38K的超导转变温度,且各向异性小,上临界磁场高,使得其在超导输电及超导磁体领域具有广阔的应用前景。铁基超导材料属于陶瓷结构,脆性较高,塑性加工比较困难。因此,粉末装管法(PIT法)成为制备铁基超导线材或带材的首选技术途径。PIT法是将原始粉末混合均匀后装填在金属管中,然后通过旋锻、拉拔、轧制等冷加工工序将金属管塑成线材或带材的方法,已经广泛应用于Bi-2223和MgB2超导线材或带材的制备。目前,国际上一般将Ba/Sr颗粒、K块、Fe粉和As粉作为原料物,通过球磨混合之后,高温烧结合成(Ba/Sr)1-xKxFe2As2超导先驱粉[Sci.Rep.4,4465(2014),Supercond.Sci.Tech.26,115007(2013)]。然而,由于Ba/Sr颗粒较大,质地较硬,而K块质地较软,球磨法难以将原材料充分混合均匀,导致先驱粉中超导相不均匀,不利于超导临界电流的提高。最近,多次轧制烧结的方法被用来增强Ba1-xKxFe2As2超导带材的高场载流能力,冷压法、热压法也被应用于FeAs-122超导带材的制备[Appl.Phys.Lett.104,202601(2014)]。然而,以上方法或者工艺繁复,或者依赖于高压设备,并不适用于低成本、规模化工业生产。因此,需要开发出一种工艺简单的高性能铁基超导线材或带材制备方法,降低生产成本,提高生产效率。

发明内容

为了简化FeAs-122铁基超导线材或带材的制备工艺,降低其对高压设备的依赖性,本发明提出一种制备(Ba/Sr)1-xKxFe2As2超导线材或带材的方法。本发明方法能有效提高(Ba/Sr)1-xKxFe2As2先驱粉质量,提高超导相的纯度和均匀性,增强超导芯织构度及致密度,从而提高(Ba/Sr)1-xKxFe2As2线材或带材的临界电流密度。本发明方法工艺简单,成本低廉,适合于大规模工业生产。

一种制备(Ba/Sr)1-xKxFe2As2超导线材或带材的方法,其特征在于,所述制备方法的工艺步骤如下:

1、利用石英管封管法制备(Ba/Sr)As中间产物和KAs中间产物:

将Ba或Sr颗粒与As粉按照(Ba/Sr):As=1:1的摩尔比混合均匀,再将混合后的粉末置于刚玉套内,真空密封于石英管中并进行热处理,得到(Ba/Sr)As中间产物。将K块与As粉按照K:As=1:1的摩尔比混合均匀,再将混合后的粉末置于刚玉套中,真空密封于石英管内并进行热处理,得到KAs中间产物。

2、采用金属管封管法合成(Ba/Sr)1-xKxFe2As2先驱粉:

取步骤1制得的(Ba/Sr)As中间产物和KAs的中间产物,与Fe粉、As粉按照(Ba/Sr)As:KAs:Fe:As=(1-x):(x+0.1):2:0.9的摩尔比混合均匀,x为化学式(Ba/Sr)1-xKxFe2As2中的x。将混合后的粉末填入Nb管中,Nb管两头用铜堵头密封,再在Ar气氛围中将Nb管置于铁管中,并用氩弧焊密封。最后对铁管进行热处理得到(Ba/Sr)1-xKxFe2As2先驱粉。

3、制备超导线材或带材:

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