[发明专利]一种改性铋系超导体的制备方法

说明书

本发明公开一种改性铋系超导体的制备方法，属于功能陶瓷技术领域，包括下述步骤：取Bi₂O₃、SrCO₃、CaCO₃、PbO和BaO，充分混合磨细后放入氧化铝坩埚中，在780～810℃温度下合成4～7小时；合成产物与CuO研磨混合均匀后成型，放入电阻炉内烧成，取出，在空气中快速冷却至室温；将烧成物研磨后在1.5～2MPa压强下成型，再次放入电阻炉内烧成，烧成温度820～850℃，保温2～5小时，取出，在空气中快速冷却至室温。与原始的Bi2223超导粉相比，经过掺杂改性的Bi2223超导粉经过PIT制备工艺获得Bi2223超导带材性能由原来的130A提高到170A。

技术领域

本发明涉及功能陶瓷技术领域，特别涉及一种改性铋系超导体的制备方法。

背景技术

超导技术是21世纪具有重大经济和战略意义的高新技术，在国民经济诸领域具有广阔的应用前景，如在超导弱电应用中的超导量子干涉器、滤波器；在超导强电应用中的电缆、限流器、电机、储能系统、变压器、磁体技术、医疗核磁共振成像、高能物理实验和高速交通输运等。

在目前已经发现的各类高温氧化物超导体中，Bi系以其较强的稳定性、较高的临界转变温度、成本低、原料易得和污染小等优点而得到高度重视，成为超导应用研究中最有前途和发展潜力的材料之一。

但是Bi系超导材料制备中普遍存在其块状材料烧结工艺重复性较差的问题。这是由于Bi(2223)相、Bi(2212)相和Bi(2201)相在不同条件下可相互转化，经常出现相同组分、相同制备工艺条件下，不同炉样品之间的超导性存在差异，这对超导材料的性能稳定性造成不利影响。

Sunshine等人首先发现Pb部分取代Bi能够促进Bi-2223相的形成并使其更加稳定。事实上，只有在混合物中添加Pb的情况下才能有大量的Bi-2223相形成，超导粉的名义配比Bi2-x Pb xSr2Ca2Cu30y中当0.2≤x≤0.5时通常有最高的转化率。Pb在一定程度上是对Bi-Sr-Ca-Cu-O氧化物体系的一种掺杂改性。目前各国学者投入了大量的精力在掺杂元素种类和含量上，以期得到更高的超导体性能。

发明内容

针对上述技术问题，本发明提供了一种改性铋系超导体的制备方法，在原始的Bi-Pb-Sr-Ca-Cu-O体系的基础上进行的性能提高的改性发明。

为达到上述技术目的，本发明的技术方案为：

本发明提供一种改性铋系超导体的制备方法，包括下述步骤：

一种改性铋系超导体的制备方法，包括下述步骤：

(1)取Bi₂O₃、SrCO₃、CaCO₃、PbO和BaO，充分混合磨细后放入氧化铝坩埚中，在780～810℃温度下合成4～7小时；

(2)合成产物与CuO研磨混合均匀后在1.5～2MPa压强下成型，放入电阻炉内烧成，烧成温度为800～820℃，保温4～8小时，取出，在空气中快速冷却至室温；

(3)将步骤(2)所述烧成物研磨后在1.5～2MPa压强下成型，再次放入电阻炉内烧成，烧成温度820～850℃，保温2～5小时，取出，在空气中快速冷却至室温。

其中，优选地，所述Bi、Sr、Ca、Cu、Pb和Ba元素的摩尔配比为1：1：1：2：0.2：0.01～0.02。

其中，优选地，所述步骤(1)的合成是空气或氧气气氛中进行的。

其中，优选地，所述步骤(1)升温的速度为每小时30-60℃。

其中，优选地，所述步骤(2)的烧成是在空气或氧气气氛中进行的。