[发明专利]一种REBCO超导材料的加压吸氧退火方法

说明书

技术领域

本发明涉及超导材料制备领域，具体涉及一种REBCO超导材料的加压吸 氧退火方法。

背景技术

超导材料是在一定的低温条件下呈现出电阻等于零及一定的抗磁性的材 料，可广泛应用于制作超导限流器、超导磁体及电力电缆等领域。REBCO(RE 为Y、Gd、Sm、Nd、Dy等稀土元素)作为一种高温超导材料，由于其具有高临 界温度、高临界电流以及在磁场中更好的超导性能，近年来已逐渐成为超导 材料中的研究热点。

REBCO(REBa₂Cu₃O_7-x,其中x为0≤x≤0.6)超导材料属于复杂的钙钛矿结构， 其氧含量通常并不是理想状态下的7，当氧含量x由0逐渐变化至0.6时，超导 材料的结构由正交相变化为四方相，材料的超导电性逐渐消失。然而氧含量 并非越高越好，适量的氧缺陷可以在材料中引入缺陷，起到钉扎磁通的目的。 因此，在制备高性能REBCO超导材料时，能更容易的控制其结构内部的氧含量 显得尤为重要。

研究表明，REBCO材料中的氧含量与退火工艺和环境氧分压密切相关。现 有的REBCO超导材料退火过程中，其内部氧含量通常通过优化退火温度及退火 时间来控制。现在常用的退火工艺往往存在吸氧不充分以及退火时间较长的 问题。一方面，吸氧不充分会影响REBCO超导材料临界电流值；另一方面退火 时间长会影响生产效率。

因此，现在REBCO超导材料制备领域，怎样实现提高生产效率并且超导材 料吸氧充分的工艺，是整个超导材料领域中函待解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的以上问题，提供一种REBCO超导 材料的加压吸氧退火方法，上述REBCO超导材料的加压吸氧退火方法在超导 材料退火过程中引入了一个新氧气压强工艺参数，增高增加氧气压强工艺的 控制，使超导材料在吸氧退火过程中吸氧更充分。

为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实 现：

一种REBCO超导材料的加压吸氧退火方法，其特征在于，包括以下步骤：

S100：制备REBCO超导材料，所述REBCO超导材料包括REBCO超导层和 设置在所述REBCO超导层上的Ag稳定层；

S200：将所述REBCO超导材料放入到退火炉中；

S300：将所述退火炉内抽真空；

S400：向所述退火炉内充入氧气，所述退火炉上设有调压阀，通过所述 调压阀调节所述退火炉中的氧气压强，所述退火炉中的氧气压强最低为1atm；

S500：所述退火炉升温，升温至退火温度，所述退火温度为450℃-550℃， 控制升温速率不超过6℃/min；

S600：S500中达到退火温度后，保持退火温度恒温，使所述REBCO超导 材料充分吸氧；

S700：所述退火炉降温至室温，控制降温速率不超过1℃/min；

S800：取出加压吸氧退火后的所述REBCO超导材料，对所述REBCO超导 材料进行临界电流测试。

优选地，所述S400中通过调压阀调节氧气压强至1atm以上0-0.05MPa。

优选地，所述S500中的退火温度为500℃，升温速率为3-6℃/min。

优选地，所述S600中恒温时间为4-6h。

优选地，所述S700中降温速率为0.5-1℃/min。

优选地，所述S800中检测所述REBCO超导材料的临界电流值，当所述S400 中氧气压强为0.015MPa时，所述REBCO超导材料的临界电流值最高，所述 REBCO超导材料的含氧量处于好的状态。

本发明的有益效果是:

其一、本发明公开的REBCO超导材料的加压吸氧退火方法在超导材料退 火过程中引入了一个新氧气压强工艺参数，增高增加氧气压强工艺的控制， 使超导材料在吸氧退火过程中吸氧更充分。

其二、本发明的REBCO超导材料的加压吸氧退火方法工艺简单，通过对 氧气压强的控制，可以增加氧气在超导材料中的扩散速率，使超导材料在退 火过程中吸氧更充分，从而增加超导材料的临界电流值；并且可以在保证高 临界电流值的情况下减少退火时间，提高了生产效率。