低成本YBaCuO超導(dǎo)帶材制備方法研究.pdf

1、目前高溫超導(dǎo)帶材的研究在國(guó)際上已經(jīng)得到了令人注目的進(jìn)展，YBaCuO在77K具有很好的高場(chǎng)性能，有望成為具有更佳超導(dǎo)性能的實(shí)用化材料。本文采用熔融織構(gòu)生長(zhǎng)工藝來(lái)消除晶界弱連接。由于YBaCuO的熔點(diǎn)(1010℃)高于銀基帶的熔點(diǎn)(961℃)，本文采用提高銀基帶的熔點(diǎn)和降低YBaCuO的熔點(diǎn)的方法，還采用了銀包套OPIT法制備YBaCuO帶材。 為了降低YBaCuO的熔點(diǎn)，采用了低氧分壓下的熔融織構(gòu)生長(zhǎng)工藝和在YBaCuO中加入銀

2、的方法。實(shí)驗(yàn)表明，在低氧分壓Ar氣氛下，YBaCuO的熔化溫度降至940℃，而10wt％Ag+Y123的熔化溫度降至930℃。低氧分壓下熔融織構(gòu)生長(zhǎng)工藝可以降低YBaCuO/Ag帶材的熱處理溫度，避免Ag帶的熔化和粘連。Ar氣下熔融織構(gòu)生長(zhǎng)的YBaCuO樣品臨界電流密度較低，加籽晶和延長(zhǎng)吸氧時(shí)間可以提高樣品的臨界電流密度。低氧分壓會(huì)抑制包晶反應(yīng)的進(jìn)行，流動(dòng)Ar氣會(huì)減小熱處理爐內(nèi)的溫度梯度，不利于織構(gòu)生長(zhǎng)。 在相同OPIT熱處理?xiàng)l

3、件下，裝管粒度對(duì)帶材的Jc值有一定影響，固相反應(yīng)法制備的粒度小于40μm的YBa2Cu3O7-δ粉末所得的帶材樣品Jc值較大，而粒度為61um～100μm的YBa2Cu3O7-δ粉末和溶膠-凝膠法制備的YBa2Cu3O7-δ粉末所得的帶材樣品Jc值較小。超導(dǎo)帶越薄，樣品的臨界電流密度越大。為了提高帶材樣品的Jc，本文還采用了二次熱處理，結(jié)果表明，經(jīng)過(guò)二次熱處理樣品的Jc得到了提高。 根據(jù)Ag合金相圖，要通過(guò)固溶法制備高熔點(diǎn)的Ag

4、合金，只有少數(shù)如金、鈀等貴金屬適合，但不具備經(jīng)濟(jì)性。因此本文選擇高熔點(diǎn)的MgO，Al2O3作為添加劑，通過(guò)粉末冶金的方法制備了MgO-Ag基，Al2O3-Ag基復(fù)合材料。結(jié)果證明MgO很難固溶于Ag中形成復(fù)合材料。3wt％Al2O3粒子摻雜在Ag基體中可以提高Ag的熔化溫度至990℃。當(dāng)Al2O3含量為2wt％時(shí)，Al2O3-Ag樣品的線膨脹系數(shù)接近YBaCuO的線膨脹系數(shù)。可以認(rèn)為Al2O3-Ag基復(fù)合材料有希望成為新的YBaCuO的