[发明专利]一种高Tc纳米粒子掺杂二硼化镁的制备方法

说明书

本发明公开了一种高Tc纳米粒子掺杂二硼化镁的制备方法，该方法包括：一、将氧化铜、铜酸钡、氧化钙、碳酸钙混合并研磨后装入Ag管或者Cu管中进行高压热处理得到Cu1234纳米粒子；二、将Cu1234纳米粒子与硼粉、镁粉按混合并研磨，然后装入Ag管或者Nb管中进行冷压得到预制块；三、经高压热处理得到高Tc纳米粒子掺杂二硼化镁。本发明通过在二硼化镁中引入高Tc的Cu1234纳米粒子作为磁通钉扎中心，极大地改善了二硼化镁的磁通钉扎性能，且Cu1234纳米粒子在高压热处理下形成的氧化物不干扰二硼化镁成相，同时有效细化晶粒，提高了二硼化镁的密度，从而获得高性能的二硼化镁块材。

技术领域

本发明属于高温超导材料制备技术领域，具体涉及一种高Tc纳米粒子掺杂二硼化镁的制备方法。

背景技术

在实用化超导材料中，二硼化镁超导材料具有相干长度大、无晶界弱连接等优点，且二硼化镁的成本低廉，具有良好的应用前景。但是，二硼化镁的临界电流密度随磁场的升高而降低；另一方面，二硼化镁超导线块材/线材中存在空洞，影响超导性能，从而二硼化镁在成相反应过程中镁粉熔化容易产生空洞，导致二硼化镁的性能降低。

为了提高二硼化镁超导块材/线材的性能，研究人员通过在二硼化镁中引入磁通钉扎中心，提高材料在磁场下的钉扎性能。目前常规掺杂材料一般为元素或者化合物掺杂，其掺杂源一般为非超导材料。同时常规热处理下，也很难得到致密的二硼化镁块材。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种高Tc纳米粒子掺杂二硼化镁的制备方法。该方法通过在二硼化镁中引入高Tc的Cu1234纳米粒子作为磁通钉扎中心，极大地改善了二硼化镁的磁通钉扎性能，且Cu1234纳米粒子在高压热处理下形成的氧化物不干扰二硼化镁成相，同时有效细化晶粒，提高了二硼化镁的密度，从而获得高性能的二硼化镁块材。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种高Tc纳米粒子掺杂二硼化镁的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤一、将氧化铜、铜酸钡、氧化钙、碳酸钙按照CuO：BaO：CaO：CaCO₃＝4.8：2：2.8：0.2的摩尔比进行混合并研磨得到混合粉末A，然后将混合粉末A装入Ag管或者Cu管中进行高压热处理，得到(Cu_0.8C_0.2)Ba₂Ca₃Cu₄O_y纳米粒子即Cu1234纳米粒子；所述高压热处理的压力为10MPa～100MPa，温度为900℃～950℃；

步骤二、将步骤一中得到的Cu1234纳米粒子与硼粉、镁粉按照0.01～0.05：2：1的摩尔比进行混合并研磨得到混合粉末B，然后将混合粉末B装入Ag管或者Nb管中进行冷压，得到预制块；

步骤三、将步骤二中得到的预制块进行高压热处理，得到高Tc纳米粒子掺杂二硼化镁。

本发明首先通过高压热处理制备得到Cu1234纳米粒子，然后将Cu1234纳米粒子掺杂引入到二硼化镁的制备原料中经混合、装管、冷压后进行高压热处理，得到纳米粒子掺杂二硼化镁，该制备过程中通过在二硼化镁中引入高Tc(高临界转变温度)的Cu1234纳米粒子作为磁通钉扎中心，Cu1234的Tc可以达到110K，具有高的临界转变温度，将其作为磁通钉扎中心极大地改善了二硼化镁的磁通钉扎性能，同时Cu1234纳米粒子在高压热处理下形成的氧化物不干扰二硼化镁成相，同时有效细化晶粒，提高了二硼化镁的密度。