[发明专利]一种Fe(Se,Te)超导线材的制备方法

说明书

本发明公开了一种Fe(Se,Te)超导线材的制备方法，该方法包括：一、将硒粉与碲粉组成的混合粉体研磨；二、将经研磨后的混合粉体进行压制得到Se‑Te坯体；三、将Se‑Te坯体进行烧结得到SeTe块体；四、将SeTe块体进行高能球磨得到SeTe固溶体粉末；五、将SeTe固溶体粉末装入Fe管中制备成装管体后进行烧结处理得到Fe(Se,Te)超导线材。本发明采用扩散法制备Fe(Se,Te)超导线材，通过精确控制扩散热处理工艺调控SeTe固溶体与Fe包套的扩散反应，获得原位生成的Fe(Se,Te)超导层，解决传统粉末装管法超导芯丝晶界连接性差的问题，提高了Fe(Se,Te)超导线材的超导载流性能。

技术领域

本发明属于超导材料制备技术领域，具体涉及一种Fe(Se,Te)超导线材的制备方法。

背景技术

2008年日本Hosono课题组首次报道了具有26K临界温度的 LaO_1-xF_xFeAs铁基超导材料，拉开了铁基超导材料研究的序幕。铁基超导材料由于其具有极高的上临界场(H_c2)以及临界电流密度(J_c)较高并且随磁场衰减极为缓慢等优点，使其在未来低温高场的应用条件下替代NbTi、 Nb₃Sn成为可能。

在众多铁基超导材料中，尽管FeSe基超导材料的临界温度较低，但是通过在Se位掺杂Te可以有效地提高其临界温度T_c，使其满足在4.2K 的稳定应用。Fe(Se,Te)的H_c2在4.2K下可以达到45T以上，J_c在30T，4.2K 条件下仍可保持10⁵A/cm²这一满足实际应用的数值。因此，制备出性能良好的Fe(Se,Te)超导材料线材对铁基超导的实用化至关重要。

粉末套管法(PIT)制备Fe(Se,Te)线带材对于今后工业量产来说是一个具有潜力的方法。但是目前用PIT制备的Fe(Se,Te)线带材J_c只有10³A/cm²，距离实用化要求还有很大距离。制约其J_c提高的最主要原因是低超导芯丝密度导致的晶界弱连接效应。在过去十年中，研究人员提出多种改善 Fe(Se,Te)中J_c的方法。比如开发高能球磨辅助烧结法来提高晶界连接性等。但是上述这些方法并没有完全避免传统的粉末装管法出现的问题：即原位和先位粉末装管法超导芯丝在热处理时出现的Se、Te挥发导致的最终芯丝化学成分偏析以及芯丝孔洞问题。这些问题会导致Fe(Se,Te)超导芯丝晶界弱连接现象的发生。理想的办法是直接能生成冶金结合的符合设计化学成分的Fe(Se,Te)超导相，这样可极大地提高芯丝的晶界连接性和超导载流性能。因此，需要改进粉末装管法的制备工艺来避免超导芯丝晶界弱连接现象。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种 Fe(Se,Te)超导线材的制备方法。该方法采用扩散法制备Fe(Se,Te)超导线材，通过精确控制扩散热处理工艺调控SeTe固溶体与Fe包套的扩散反应，获得原位生成的Fe(Se,Te)超导层，解决目前传统粉末装管法超导芯丝晶界连接性差的问题，提高了Fe(Se,Te)超导线材的超导载流性能。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种Fe(Se,Te)超导线材的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤一、在充满惰性气体的手套箱中，将混合粉体置于玛瑙研钵中研磨30min～120min；所述混合粉体由硒粉与碲粉按照1～1.5:1的摩尔比组成；

步骤二、在充满惰性气体的手套箱中，将步骤一中经研磨后的混合粉体放入压片模具中并密封，然后取出放置于压片机上进行压制处理，得到 Se-Te坯体；所述压制处理的压力为5MPa～18MPa，时间为10min；