一种超导靶材及其制备方法和应用.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CN114105631A(43)申请公布日2022.03.01(21)申请号202111536005.2(22)申请日2021.12.15(71)申请人福建阿石创新材料股份有限公司地址350200福建省福州市长乐区航城街道琴江村太平里169号(72)发明人钟炳文陈佳侯庆龙吴荣祯张科陈钦忠(74)专利代理机构北京高沃律师事务所11569代理人李博(51)Int.Cl.C04B35/45(2006.01)C04B35/622(2006.01)H01B12/06(2006.01)C04B38/00(2006.01)C04B38/06(2006.01)权利要求书1页说明书6页附图1页(54)发明名称一种超导靶材及其制备方法和应用(57)摘要本发明提供了一种超导靶材的制备方法，包括以下步骤：将碳酸钡、氧化铜、氧化钇和造孔剂混合后进行第一压制成型，得到坯体；或者将碳酸钡、氧化铜和氧化钇混合后进行第二压制成型，得到蜂窝状坯体；将所述坯体或蜂窝状坯体在氧气气氛中进行预烧结后破碎，得到粉体；将所述粉体进行第三压制成型和烧结，得到超导靶材。本发明将预烧结的块体制备成蜂窝状，或者加入造孔剂，在预烧结时形成多孔结构，增加氧气交换面积，使碳酸钡充分分解成氧化钡和二氧化碳，转化为Y1Ba2Cu3O7相，有效降低了可逆反应的进行，提高了超导相比例，再配合后续的压制成型和烧结，提高了超导靶材的致密度。CN114105631ACN114105631A权利要求书1/1页1.一种超导靶材的制备方法，包括以下步骤：(1)将碳酸钡、氧化铜、氧化钇和造孔剂混合后进行第一压制成型，得到坯体；或者将碳酸钡、氧化铜和氧化钇混合后进行第二压制成型，得到蜂窝状坯体；(2)将所述步骤(1)得到的坯体或蜂窝状坯体在氧气气氛中进行预烧结后破碎，得到粉体；(3)将所述步骤(2)得到的粉体进行第三压制成型和烧结，得到超导靶材。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中碳酸钡：氧化铜：氧化钇的物质的量之比为(3～5)：(4～6)：(1～3)。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中第一压制成型和第二压制成型的压力独立地为15～35MPa，第一压制成型和第二压制成型的时间独立地为1～2min。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中蜂窝状坯体的相对密度为50～70％。5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中预烧结包括先升温至920～960℃保温10～24h，再降温至400～600℃保温2～5h。6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中粉体的粒度≥80目。7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中第三压制成型和烧结包括依次进行的冷等静压和烧结、依次进行的模压成型和烧结、真空热压烧结或热等静压烧结。8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述真空热压烧结和热等静压烧结的压力独立地为10～100MPa；所述冷等静压和模压成型的压力独立地为10～150MPa。9.权利要求1～8任意一项所述制备方法制备得到的超导靶材。10.权利要求9所述超导靶材在超导薄膜中的应用。2CN114105631A说明书1/6页一种超导靶材及其制备方法和应用技术领域[0001]本发明属于超导材料技术领域，具体涉及一种超导靶材及其制备方法和应用。背景技术[0002]量子计算机是战略性技术，技术路线包括光量子计算机和超导量子计算机。光学量子计算主要以光子的偏振自由度、角动量等为量子比特；超导量子计算机基于约瑟夫森结，可以是flux或者charge作为量子比特。光的相干时间非常长，但是可扩展性很差。因此，超导量子计算机是目前最有前景的量子计算平台，具有相干时间比较长、用微波可以有效的操控、其制造工艺和半导体工艺比较接近、量子比特间的关联比较容易等特点。[0003]超导靶材是用于制备超导量子计算机的基本材料。目前超导靶材主要是钇钡铜氧(YBCO)靶材。而YBCO靶材一般采用常压气氛烧结法，例如：中国发明专利CN101492291A公开了一种YBCO超导薄膜靶材的制备方法，具体步骤为：A、YBCO超导相粉末的制备；B、压片：将A步制备的粉末，置于磨具中，在压机上用20～30MPa的压力压制成片；将压制得到的片放在橡胶包套里，于150～200MPa的压强下进行冷等静压，得到超导片材；C、片材的烧结：将B步得到的超导片材在箱式烧结炉中烧结20～30小时，烧结温度为850～960℃；D、渗氧：将C得到的超导片材放在管式炉里，在温度450～500℃下，渗氧处理2～3小时。该方法的特点在于能获得具有超导相结构的YBCO靶材，但制备的靶材致密度