[发明专利]一种低成本单畴GdBCO超导块材的制备方法

摘要

一种低成本单畴GdBCO超导块材的制备方法，采用顶部籽晶金属氧化物熔渗生长工艺，以Gd2O3、BaO、CuO三种金属氧化物的混合粉作为固相先驱粉，以Y2O3、BaO、CuO的混合粉作为液相源粉，通过固相源和液相源在高温状态下熔渗反应，以及后续的慢降温热处理过程，实现在籽晶诱导下单畴GdBCO超导晶体的生长。使得整个生长过程不需要烧结任何先驱粉体，在不降低超导块材性能的前提下，大大缩短了制备时间，简化了制备过程，并提高了超导块材的制备效率，降低了成本。本发明可用于制备GdBCO超导块材，也可用于制备Yb、Y、Sm、Nd、Eu等其他系列的高温超导块材。

主权项

一种低成本单畴GdBCO超导块材的制备方法，其特征在于它是由下述步骤组成：(1)配制固相先驱粉将Gd2O3与BaO、CuO按摩尔比为1:1.0～2.4:1.0～2.4球磨混合均匀，作为固相先驱粉；(2)配制液相源粉将Y2O3与BaO、CuO按摩尔比为1:10:16球磨混合均匀，作为液相源粉；(3)压制固相先驱块和液相源块向固相先驱粉和液相源粉中分别加入其质量3.75%～5%的去离子水，各自混合均匀，固相先驱粉与液相源粉的质量比为1:1.5～2，分别压制成圆柱体状的固相先驱块和液相源块，固相先驱块的直径不大于液相源块的直径；(4)压制支撑块将Yb2O3压制成直径不小于液相源块直径的圆柱体状支撑块；(5)坯体装配在Al2O3垫片上自下而上依次放置MgO单晶、支撑块、液相源块、固相先驱块、钕钡铜氧籽晶，装配成坯体；(6)顶部籽晶金属氧化物熔渗生长单畴GdBCO块材将装配好的坯体放入管式炉中，以每小时100～150℃的升温速率升温至900～920℃，保温8～20小时，以每小时60～80℃的升温速率升温至1055～1065℃，保温1～3小时，以每小时60℃的降温速率降温至1035～1039℃，以每小时0.1～0.3℃的降温速率慢冷至1010～1020℃，随炉自然冷却至室温，得到单畴GdBCO块材；(7)渗氧处理将单畴GdBCO块材置入石英管式炉中，在流通氧气气氛、410～330℃的温区中慢冷200小时，得到单畴GdBCO超导块材。