[发明专利]一种利用顶部-内部籽晶熔渗生长法制备钇钡铜氧超导块材的方法

说明书

本发明提供了一种利用顶部‑内部籽晶熔渗生长法制备织构钇钡铜氧超导块材的方法，包括如下重要步骤：制备籽晶、固相先驱块(内部设置籽晶)、液相先驱块、支撑块，装配胚体；装配完成后，采用顶部‑内部籽晶熔渗生长方法制备织构钇钡铜氧块材；最后对织构钇钡铜氧块材进行渗氧处理，渗氧处理后得到钇钡铜氧超导块材。本发明提供的方法除了进一步缩短大尺寸钇钡铜氧超导块材的制备时间，也可提高样品的机械强度、超导性能及其均匀性。

技术领域

本发明属于高温铜氧化物超导材料技术领域，具体涉及一种利用顶部-内部籽晶熔渗生长法制备长方体状钇钡铜氧超导块材的方法。

背景技术

单畴REBCO(其中RE为稀土元素，如Nd、Sm、Gd、Y等)超导块材具有较高的临界温度和临界电流密度、较强的捕获磁通和较大的磁悬浮力性能，以及良好的自稳定磁悬浮特性，使得其在微型强磁体、超导磁悬浮列车，超导电机及超导输电等高新技术领域中有着广泛的应用前景和巨大的应用潜力。然而，由于制备方法的特殊性和复杂性，目前制备出的REBCO超导块材的尺寸、形状及其性能方面需要进一步改善和提高；

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、RE ₂BaCuO₅粒子的局部偏析等。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。

通过顶部籽晶熔渗生长方法，可以生长出单畴钇钡铜氧超导块材。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都是有关制备单畴REBCO超导块材的系列专利。目前也有研究小组在使用多籽晶方法制备REBCO超导块材。但不管是使用单籽晶还是多籽晶技术制备的样品都有相应的缺点，可以总结为如下：

单籽晶：制备的单畴REBCO超导块材，样品较大，越远离籽晶、其诱导生长REBCO晶粒的取向偏离籽晶取向的程度越大，样品的均匀性下降，导致了大尺寸样品的性能都远不如小样品。

多籽晶：为了克服单籽晶制备大尺寸单畴REBCO超导块材样品存在的不足，人们希望采用顶部多籽晶方法制备大尺寸样品，但这种方法制备的大尺寸REBCO超导块材样品，由于各个籽晶诱导单畴REBCO超导块材之间为平面状接触，故对整个样品而言，存在机械强度低、超导性能较低、且均匀性差的问题。

这些问题，是目前现有的方法无法解决的，于是我们发明了本新方法，可用于制备机械强度高、超导性能及均匀性良好的大尺度REBCO超导块材。

发明内容

本发明的目的是提供一种利用顶部-内部籽晶熔渗生长法制备织构钇钡铜氧超导块材的方法，以解决背景技术提到的不足。

为达上述目的，本发明提供了一种利用顶部-内部籽晶熔渗生长法制备织构钇钡铜氧超导块材的方法，该方法包括如下步骤：

S1：配制固相源粉；

S2：配制液相源粉；

S3：制备钕钡铜氧籽晶；

S4：压制固相先驱块

取固相源粉与钕钡铜氧籽晶，将固相源粉分次放入模具内，每次需修平模具内的固相源粉并在其上表面设置钕钡铜氧籽晶，最后压制成含有内部籽晶的固相先驱块；