[其他]超导陶瓷

说明书

本发明涉及具有高临界温度的超导陶瓷。

先有技术曾提出过用诸如汞和铅之类的金属，和诸如NbNd、Nb₃Ge和Nb₃Ga之类的金属间化合物，以及诸如Nb₃（Al_0.8Ge_0.2）之类的三元材料作为超导体。美国专利US3，932，315号介绍了另一种超导材料，即钡-铅-铋氧化物超导材料。然而，在这类传统的超导材料中，仅仅发生三维电子导电，因而这类传统超导材料的临界转变温度（Tc）不会超过25°K。

近年来，超导陶瓷已引起了广泛的兴趣，IBM公司在苏黎士实验室的研究人员首先报导了一种新材料，即Ba-La-Cu-O型高温超导氧化物。此外，还提出了La-Sr-Cu（Ⅱ）-O型超导氧化物。这种类型的超导材料看来似乎形成一种准分子晶体结构，其晶胞具有一层状结构，其中电子基本上作单维的运动。然而，这种超导材料的临界转变温度Tc低于30°K。

本发明旨在提供临界转变温度较以往更高的超导陶瓷，其缺陷很少，且其多晶结构中的界面面积较小。

本发明提供了一种超导陶瓷材料，这种材料最主要的形式可由以下通式表示：

（A_1-xB_x）_yCu_zO_w（ⅰ）

其中：0.1≤X＜1

Y＝2.0～4.0

Z＝1.0～4.0

W＝4.0～10.0

A为一种或多种稀土元素。当A为一种稀土元素时，B为一种以上碱土元素;而当A为一种以上稀土元素时，B为一种或多种碱土元素。

通式（ⅰ）中，较为可取的是：

Y＝2.5～3.5

Z＝1.5～3.5和

W＝6.0～8.0。

上述通式（ⅰ）包括若干亚形（sub-species）超导体陶瓷材料。其中之一可由以下通式来表示：

（A_1-xB_x）_yCu_zO_w·（A_1-x′B′_x′）_y′Cu_z′O_w′（ⅱ）

其中0.1≤X＜1

0.1≤X′＜1

Y＝2.0～4.0，较为可取的是2.5～3.5，

Y′＝2.0～4.0，较为可取的是2.5～3.5，

Z＝1.0～4.0，较为可取的是1.5～3.5，

Z′＝1.0～4.0，较为可取的是1.5～3.5，

W＝4.0～10.0，较为可取的是6.0～10.0

W′＝4.0～10.0，较为可取的是6.0～8.0，

A为一种或多种稀土元素。

B和B′为两种或多种碱土元素。

通式（ⅱ）的材料中包括其中A为一种稀土元素，由YbBaSrCu₃O_6-8、YBaCaCu₃O_6-8和YbBa_0.7Sr_0.7Ca_0.6Cu₃O_6-8代表的材料;以及其中A为一种以上的稀土元素、由Y_0.5Yb_0.5BaSrCu₃O_6-8和Y_0.5Yb_0.5BaCaCu₃O_6-8代表的材料。

通式（ⅰ）的超导陶瓷材料的亚形之二可由以下通式表示：

〔A_1-x（B_1-gB^′_g）_x〕_yCu_zO_w（ⅲ）

式中0.1≤X＜1

0＜q＜1

Y＝2.0～4.0，较为可取的是2.5～3.5，

Z＝1.0～4.0，较为可取的是1.5～3.5，

W＝4.0～10.0，较为可取的是6.0～8.0

A为稀土元素，

B和B′为不同的碱土元素。

（ⅰ）的亚形之三可由以下通式表示：