[发明专利]一种底部籽晶熔渗生长法制备单畴稀土钡铜氧超导环的方法

说明书

本发明属于高温铜氧化物超导材料技术领域，具体涉及到一种底部籽晶熔渗生长法制备单畴稀土钡铜氧超导环的方法。本发明的方法包括配制固相源粉、配制液相源粉、压制固相先驱环、压制固相支撑层、压制液相源先驱块、压制Yb₂O₃支撑块、制备钕钡铜氧籽晶、装配先驱块、熔渗生长单畴稀土钡铜氧超导环、渗氧处理步骤。本发明的底部籽晶熔渗生长法制备单畴稀土钡铜氧超导环技术，既能实现液相源先驱块中液相的熔渗，又能保证单畴稀土钡铜氧超导环的生长；不仅大大简化了环状超导体的制备过程，避免了由块状超导体加工至环状超导体过程中样品被破坏的可能性，同时也可以直接观察到环形超导体在生长完成后上表面的宏观生长形貌。

技术领域

本发明属于高温铜氧化物超导材料技术领域，具体涉及一种底部籽晶熔渗生长法制备单畴稀土钡铜氧超导环的方法。

背景技术

单畴稀土钡铜氧高温超导环(RE-Ba-Cu-O，其中RE为稀土元素，如Nd、Sm、Gd、Y等)具有较高磁屏蔽特性，并且在强磁场下具有较强的磁通钉扎能力。这些优势为该类材料在电磁屏蔽、超低磁场环境方面的应用奠定了基础，同时在超导轴承、储能飞轮、磁悬浮运输系统、超导电机和发电机等研制方面也具有良好的应用前景。在制备单畴铜氧化物超导环的过程中，应用较多的技术主要有两种，一种是传统的顶部籽晶熔融织构生长技术，另一种是最近几年发展起来的顶部籽晶熔渗生长技术。

自从顶部籽晶熔渗生长技术被发明以来，受到了越来越多研究者的注意，因为它可以有效地解决传统熔融织构生长技术中存在的问题，例如样品的收缩、变形、内部存在大量气孔和宏观裂纹、液相流失严重、RE₂BaCuO₅粒子的局部偏析等等。而对于稀土钡铜氧超导块来说，现有技术中均采用顶部籽晶熔融织构生长技术。如发明人所在的研究小组之前申请的专利：“用顶部籽晶熔渗法制备单畴钇钡铜氧超导块材的方法”(申请号为CN201210507250.5)，其是通过改变固相块所用固相源粉和液相源粉的成份，使得整个熔渗生长过程仅需BaCuO₂一种先驱粉，简化了实验环节、缩短了实验周期、降低了实验成本、提高了效率，而且采用液相块的尺寸与固相先驱块的尺寸相比稍大或相等的装配方法，有利于防止液相的流失、样品的坍塌以及有利于固相与液相的充分接触，有利于晶体的定向生长。

由于超导环比超导块具有更好的磁屏蔽特性，应用范围更广，因此研究人员利用顶部籽晶熔渗生长技术制备超导环进行了系列研究。研究发现要想制备超导环，需要先对生长完成的超导块材(如发明人所在的研究小组之前申请的专利申请号为CN201210507250.5、CN201210506996.4、CN201210048104.0系列专利制备的单畴钆钡铜氧超导块材)进行钻孔切割等机械加工，由于机械加工过程中的摩擦和振动可能使样品内部产生裂纹，从而导致该类样品超导性能的下降；同时块材与磨片的摩擦也有可能导致REBa₂Cu₃O_7-δ相中氧元素的流失，最终影响超导块材的性能。

另外，采用顶部籽晶熔渗生长技术制备超导环，由于超导环装配在籽晶块的下面，不便于直接观察超导环在生长完成后上表面的宏观生长形貌。

发明内容

为了解决现有技术中存在的由超导块材制备超导环在机械加工过程中导致样品超导性能下降，以及不便于直接观察超导环在生长完成后上表面的宏观生长形貌的问题，本发明提供了一种采用底部籽晶熔渗生长技术制备单畴稀土钡铜氧超导环的新方法。

本发明要解决的技术问题通过以下技术方案实现：

一种单畴稀土钡铜氧超导环的制备方法，包括如下步骤：

1)配制固相源粉