[发明专利]长寿命的钇系、混合稀土－钡－铜－氧超导体

说明书

本发明涉及一种超导材料，特别是氧化物系超导材料。

超导材料就是在一定条件下(如低温、低外磁场、低电流)电阻为零的材料，电阻为零的状况叫超导态。这种材料在某一特定的温度Tc附近其电阻突然消失的现象叫做超导现象，该材料称为超导体。超导体从有限电阻的状态(正常态)向零电阻状态(超导态)的过渡称为正常一超导转变。发生转变时温度Tc称为临界温度。

目前实用化的超导体，如Nb₃Sn、NbTi、V₃Ga等的超导转变温度都非常低。一般都需要在液氦温度下使用。1986年Bednorz和Muller(Z.Phys.B 64，1986，189)报导了La-Ba-Cu-O氧化物体系中Tc约为30K的超导体，赵忠贤等(科学通报No6，1987)报导了Y-Ba-Cu-O体系中Tc约为90-100K的超导体。在液氮温区内都有超导性，潘树明等发现了“混合稀土-钡-铜-氧超导体”。Tc为80-100K(见发明专利871045192)提供了一种原料来源广的高温超导体。但这些氧化物高温超导体中抗湿性很差，自然衰变也快，如何克服在空气中与湿气、水反应造成失超现象并没有解决。

本发明的目的是提出一种使钇系、混合稀土-钡-铜-氧超导体在空气中遇湿气、水也仍有超导现象，而不失超，自然衰变又慢的超导体的制备工艺。

本发明提出的超导体为混合稀土-钡-铜-氧系超导体，其成份包括熔化1∶2∶3的比例混合的RE₂O₃、BaO、CuO混合料，加热至300-500℃，保温2小时冷至室温，研磨2小时，再加热至960-990℃烧结20-28小时，随后以1-8℃/h的速度冷却至650-800℃，保温5-8小时，降到室温，再研磨1-3小时，再以重量百分比1-11％添加一种混合稀土氧化物，此混合稀土氧化物的配比是氧化铈∶氧化钕＝100∶1。混合均匀后在500-600℃预烧3-4小时，降到室温使用1-4T/cm²的压机压成块状，将其放入炉内，在940-980℃保温16-20小时，降到650-780℃，保温6-8小时，再降到380-450℃，保温22-30小时，后降到室温。即得到了烧结成的超导体。烧结体的热处理：热处理温度1000-1100℃，保温10-50分钟，再以30-50℃/h的速度降到980℃，再以1-4℃/h降到970℃保持12-16小时，再降到400-480℃保温26-29小时，降到室温。

本发明混合稀土可以是含铈、错极少的混合轻稀土、混合轻稀土中含少量重稀土元素，混合重稀土(含Tb要少)、混合重稀土中还含少量轻稀土(含Ce、Pr少)。可以是La、Nd、Sm、Eu、Gd、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、Y，其中任意两个元素的混合，可以是其中3个到12个任何几种元素的混合。

用下列实施例进一步说明本发明的实施方法及特点：

一、用氧化钡、氧化铜、混合稀土氧化物为原料，按照混合稀土∶氧化钡∶氧化铜＝1∶2∶3的重量比例研磨混匀，在炉中加热至400℃，保温2小时，冷至室温，研磨，入炉升温至980℃烧结26小时，随后以6℃/h的速度冷却至750℃保温6小时，降到室温，再研磨2小时，再配好氧化铈∶氧化钕＝100∶1比例的氧化物混合物，将其以重量百分数：3.5wt％加入混匀，550℃预烧3.5小时，降温至室温，使用3.5T/cm²的压机压成块状，将其放入炉内，在960℃保温18小时，降到720℃，保温7小时，再降到420℃保温26小时，后降到室温。入炉在1010℃保温40分钟，再以35℃/h的速度降到985℃，再以3℃/h的速度降到970℃保温15小时，降到460℃保温27小时，降到室温。

二、按照：Nd₂O₃、Ho₂O₃、Sm₂O₃、Y₂O₃、Er₂O₃各占20％混合好，以此混合稀土和氧化钡、氧化铜的比例为1∶2∶3的重量比例混合均匀，用实例一的工艺可以制得液氮温区长寿命的超导体。