在高温超导材料中均匀地掺杂纳米颗粒的方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN112811893A(43)申请公布日2021.05.18(21)申请号202110028075.0(22)申请日2021.01.09(71)申请人浙江大学台州研究院地址318000浙江省台州市市府大道西段618号(72)发明人邵玲陈英伟赵国盟柳琦杰(74)专利代理机构台州市南方商标专利代理有限公司33225代理人毕勇(51)Int.Cl.C04B35/45(2006.01)C04B35/26(2006.01)C04B35/622(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图1页(54)发明名称在高温超导材料中均匀地掺杂纳米颗粒的方法(57)摘要本发明是在高温超导材料中均匀地掺杂纳米颗粒的方法，步骤为：(1)将乙二醇放入玻璃容器中在70‑100℃恒温水浴或油浴中预热后，往水浴或油浴中的乙二醇倒入柠檬酸并搅拌达到完全互溶，再往水浴或油浴中的乙二醇和柠檬酸混合物倒入纳米颗粒持续搅拌达到均匀混合；(2)将混合物倒进固化模中；(3)等混合物完全固化后取出，用粉碎机粉碎，粉碎的粉末与一定比例的单相高温超导体粉末均匀混合，再压成块体；(4)将块体放进热处理炉保温数个小时后冷却到室温；(5)取出块体后放回热处理炉在高温超导体烧结温度下热处理一定的时间，达到高温超导体与纳米颗粒均匀混合，并且高温超导体仍是单相高温超导体。本发明操作简单方便，效率高，可控性好。CN112811893ACN112811893A权利要求书1/1页1.在高温超导材料中均匀地掺杂纳米颗粒的方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)按一定的比例称取柠檬酸和乙二醇，将乙二醇放入玻璃容器中在70‑100℃的恒温水浴或油浴中预热后，往水浴或油浴中的乙二醇倒入柠檬酸并搅拌一定的时间达到完全互溶，此时再往水浴或油浴中的乙二醇和柠檬酸混合物倒入适量的纳米颗粒持续搅拌一定的时间达到均匀混合；(2)将混合均匀的乙二醇、柠檬酸和纳米颗粒混合物倒进固化模中，再放入鼓风干燥箱在130‑150℃固化，固化时间大于8h；(3)等混合物完全固化后取出，用粉碎机将其粉碎，粉碎的粉末与一定比例的单相高温超导体粉末均匀混合，再用压片机将其混合物压成块体；(4)将压好的块体放进热处理炉在430‑500℃下保温数个小时后冷却到室温；(5)取出热处理后的块体再将其压实，后放回热处理炉在高温超导体烧结温度下热处理一定的时间，经过这样的混合处理后达到高温超导体与纳米颗粒均匀混合。2.如权利要求1所述的在高温超导材料中均匀地掺杂纳米颗粒的方法，其特征在于，所述步骤(1)中柠檬酸和乙二醇的摩尔比在1：2与1：4的范围之间。3.如权利要求1所述的在高温超导材料中均匀地掺杂纳米颗粒的方法，其特征在于，所述步骤(1)中采用磁力搅拌器将混合物搅拌均匀。4.如权利要求1所述的在高温超导材料中均匀地掺杂纳米颗粒的方法，其特征在于，所述步骤(2)中固化模用的是固化后容易将固化物脱模取出且耐130‑150℃固化温度的硅胶软模。5.如权利要求1所述的在高温超导材料中均匀地掺杂纳米颗粒的方法，其特征在于，所述步骤(5)中混合处理后的高温超导体仍是单相高温超导体。2CN112811893A说明书1/4页在高温超导材料中均匀地掺杂纳米颗粒的方法技术领域[0001]本发明属于超导材料技术领域，具体涉及一种在高温超导材料中均匀地掺杂纳米颗粒的方法。背景技术[0002]超导材料按超导现象出现的温度范围可分为两类：液氦温区的低温超导体和液氮温区的高温超导体。由于低温超导体的超导转变温度很低且运行时需要极昂贵的液氦，它们在实际应用中就受到大大的限制。高温超导材料主要是铜氧化物陶瓷材料，由于它们具有很大的各向异性和低的载流子密度，它们的临界电流密度Jc较低且随磁场增高而很快下降。由于它们是陶瓷材料，难以形成高质量的线材或带材，从而阻碍了它们的广泛应用。[0003]高温超导体的实际应用必须解决一个关键问题：提高临界电流密度和不可逆临界磁强。当磁通钉扎力较弱时，高场下的临界电流密度就较低，这影响了高温超导体在高温(比如77K)和高磁场(比如>4T)下的实际应用。提高的途径之一是增加磁通钉扎中心的密度。在高温超导材料中引入弥散分布的纳米颗粒，使它们成为有效的磁通钉扎中心，从而有效地提高高温超导材料的临界电流密度和不可逆临界磁强。[0004][1]E.Hannachi等人在YBa2Cu3Oy高温超导体中掺入TiO2纳米颗粒来提高其临界电[2]流密度；M.K.BenSalem等人通过掺入SiO2纳米颗粒来提高YBa2Cu3Oy高温超导体的临界[3]电流密度；M.Hafiz等人在(Bi,Pb)2Sr2Ca2Cu3O10高温超导体中掺入CoFe2O4磁性纳米颗粒[4]来提高其临界电流密度；N.A