[发明专利]一种能改善镱-钡-铜-氧高温超导材料加工性能的包覆材料

说明书

一种能改善Y-Ba-Cu-O高温超导材料加工性能的包覆材料。本发明涉及材料科学领域。

超导材料是世界上近年来才发展起来的一种新型材料。由于这种材料在一定温度以下会出现电阻转变为零，以及产生抗磁性转变，因而可以利用这些特性将材料制造成各种超导器件，例如超导电机，磁浮列车、超导高能加速器等等。一九八六年四月，瑞士科学家Muller等人首次发现在La-Sr-Cu氧化物具有35K的超导电性，并在德国物理杂志八六年第五期上加以报导。从而引起人们对金属氧化物可制取高温超导材料的研究兴趣。目前，人们已能用钇钡铜氧化物稳定地制取液氮温区的超导材料，但是，众所周知，金属氧化物的脆性较大，加工性能极差，难以加工成所需规格和制成实用装置，因而大大影响了这种材料的使用价值，为此，如何改善具有高温超导性能的金属氧化物的加工变形能力就成了各国科学家的研究方向，八七年三月参考消息曾报导日本用铜包覆金属氧化物制成超导线材，但是自3月至今许多科研机构，包括我所，发现用铜包覆Y-Ba-Cu-O超导材料，虽然提高了金属氧化物超导材料的加工性能，并能加工成线材，但是这种线材经过高温烧结才能呈现超导性，而铜原子在高温烧结时向金属氧化物的扩散会引起金属氧化物化学成份的改变，从而失去金属氧化物的高温超导性。

本发明目的就是要寻找一种既具有良好加工性能的，又能在高温烧结时与金属氧化物产生惰性反应，并能在少量进入金属氧化物中后仍能使金属氧化物具有高温超导性的包覆材料，以使高温超导材料在包覆后既能提高加工性能，又不失高温超导性能。

经本所有关科研人员研究，发现钛或钛基合金，例如TR₂、TR₃、TR₄、Ti-11等在930～1100℃高温下由于形成一层致密的钛氧化膜，故在该温度下烧结时，与金属氧化物，特别是Y-Ba-Cu-O产生惰性反应。此外，还发现少量钛元素扩散进入Y-Ba-Cu-O中，对零电阻转变温度影响较小。但却能提高超导磁学参量，以及使超导材料更加致密化。而且由于钛或钛基合金加工性能较好，因而是包覆Y-Ba-Cu-O高温超导材料制取高温超导线、带材的理想材料。

本发明的特征在于，采用钛或钛基合金作为包覆Y-Ba-Cu-O的包覆材料，所说的钛或钛合金包括有TR₂、TR₃、TR₄、Ti-11等。

下面为本发明的实施例：

实施例1：

采用TR₂作为包覆材料，将具有液氮温区零电阻转变的Y-Ba-Cu-O块样粉碎后装入由TR₂制成的圆管，或将TR₂轧成薄板包覆Y-Ba-Cu-O后再焊接成管状。

实施例2：

采用TR₃作为包覆材料，包覆工艺同实施例1。

实施例3：

采用TR₄作为包覆材料，包覆工艺同实施例1。

实施例4：

采用Ti-11作为包覆材料，包覆工艺同实施例1。

经实践证明，Y-Ba-Cu-O在包覆TR₂，TR₃，TR₄，Ti-11等钛或钛基合金后其加工性能显著提高，均能顺利地通过热轧或热拉（热轧拉温度500～900℃），冷轧或冷拉加工成0.5毫米以上直径或厚度的不同规格线材或带材，经常规钛及钛合金退火工艺，可以加工成各种形状的超导器材（例如线圈），而且这些包覆有钛或钛基合金的Y-Ba-Cu-O经加工成各种规格后再经900～1100℃、1至5小时的高温烧结仍不失Y-Ba-Cu-O的液氮温度超导性，经本所实际测试其电阻转变温度大于84K。

因此采用钛及钛基合金包覆Y-Ba-Cu-O高温超导材料既能提高超导材料的加工性能，又不失Y-Ba-Cu-OH的温超导性，从而大大提高了高温超导材料的使用价值。

根据现有资料证明本发明是世界上迄今为止首次采用钛或钛基合金作为包覆材料，并成功地将其加工成高温超导线、带材。