用于REBCO超导体块材再生长的方法.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CN112048766A(43)申请公布日2020.12.08(21)申请号202010962064.5(22)申请日2020.09.14(71)申请人上海交通大学地址200240上海市闵行区东川路800号(72)发明人姚忻朱彦涵黄思敏万炎(74)专利代理机构上海晨皓知识产权代理事务所(普通合伙)31260代理人成丽杰(51)Int.Cl.C30B29/22(2006.01)C30B11/00(2006.01)H01B12/00(2006.01)权利要求书1页说明书6页(54)发明名称用于REBCO超导体块材再生长的方法(57)摘要本发明提供一种用于REBCO超导体块材再生长的方法，包括以下步骤：步骤一，将空的管式炉升温到极高温度并保温；步骤二，将低性能的REBCO超导体块材快速放入高温的管式炉内进行热处理；步骤三，对上述热处理后的REBCO超导体块材进行顶面磨平处理；步骤四，将顶面磨平处理后的上述REBCO超导体块材置于生长炉中进行顶部籽晶熔融织构生长，实现低性能REBCO超导体块材的再生长。本发明强调了先对炉体升温后放入块材的热处理工艺步骤，将低性能的REBCO块材预先经过快速升温熔融的处理。该高温不受籽晶热稳定性的限制，可以促进低性能REBCO块材中组分的瞬间分解以及形核，以达到高温相Y2O3颗粒细小化的作用，有利于再生长后REBCO块材性能的提高，操作简单，经济高效。CN112048766ACN112048766A权利要求书1/1页1.一种用于REBCO超导体块材再生长的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：步骤一，将空的管式炉进行升温并保持在最高温度；步骤二，将所述REBCO超导体块材快速放入高温的管式炉内进行热处理；步骤三，对所述热处理后的REBCO超导体块材进行顶面磨平处理；步骤四，将顶面磨平处理后的所述REBCO超导体块材置于生长炉中进行顶部籽晶熔融织构生长，实现REBCO超导体块材的再生长。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述热处理为：使所述REBCO超导体块材快速放入1200℃～1400℃的恒温炉体内并保温1～3小时，随后快速拿出淬火，冷却至室温。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述顶部籽晶熔融织构生长工艺包括以下步骤：将籽晶放置在所述REBCO超导体块材的磨平面的中心处，用作籽晶诱导生长；将所述热处理后的REBCO超导体块材连同所述籽晶放入生长炉内；使所述生长炉内的温度在第一时间内升至第一温度，保温1～3小时；使所述生长炉内的温度在第二时间内升至第二温度，保温1～3小时；使所述生长炉内的温度在第三时间内降至第三温度；使所述生长炉内的温度在第四时间内降至第四温度；最后淬火，获得REBCO超导体块材。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：所述第一时间为2～5小时，所述第一温度为800～900℃；所述第二时间为1～2小时，所述第二温度高于所述REBCO超导体块材的包晶反应温度40～80℃；所述第三时间为0.5～1小时，所述第三温度为所述材料的包晶反应温度；所述第四时间为10～80小时，所述第四温度为低于所述包晶反应温度5～40℃。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述籽晶为NdBCO/YBCO/MgO薄膜籽晶。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述籽晶的尺寸为2mm×2mm。7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述REBCO超导体块材为掺杂铈、银或铂的REBCO超导体块材。8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述RE为Y、Gd或Sm。2CN112048766A说明书1/6页用于REBCO超导体块材再生长的方法技术领域[0001]本发明涉及一种用于REBCO超导体块材再生长的方法，属于超导材料再生长回收方法技术领域，尤其适用于具有高包晶反应温度的低性能REBCO块材的性能提升。背景技术[0002]自REBa2Cu3O7-δ(简称REBCO、RE123、稀土钡铜氧，其中RE选自Y、Gd、Sm、Nd等)超导体被发现以来，因其完全抗磁性，高临界电流密度和高冻结磁场等性质所带来的巨大商业潜能，如飞轮储能，永磁体，磁悬浮力元件等，引起了人们广泛的关注。然而，其过高的制备成本一直制约其发展。而昂贵的材料成本，如稀土元素粉末，银、铂贵金属等是造成超导体块材制备成本过高的因素之一。另外，REBCO块材常规的熔融批量生长工艺成功率一直不高，仅在60～70％左右。而即使织构生长成功，由于批量生长时炉体内不同位置的温场的差异，使得部分样品最终的性能并不理想，这严重局限了其的大规模利用。而这些熔融生长(MeltTexturedGrowth，简称MTG)成功却低性能的REBCO块材，若能加以再生长利用，其本身含有