易除液相源残留的单畴钆钡铜氧超导块材及其制备方法.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CN106222749A(43)申请公布日2016.12.14(21)申请号201610693560.9(22)申请日2016.08.19(71)申请人陕西师范大学地址710119陕西省西安市长安区西长安街620号陕西师范大学长安校区(72)发明人杨万民杨芃焘(74)专利代理机构西安智萃知识产权代理有限公司61221代理人张蓓(51)Int.Cl.C30B29/22(2006.01)C30B1/10(2006.01)C30B11/04(2006.01)C30B33/02(2006.01)权利要求书2页说明书6页附图4页(54)发明名称易除液相源残留的单畴钆钡铜氧超导块材及其制备方法(57)摘要本发明属于高温铜氧化物超导材料技术领域，具体涉及一种易除液相源残留的单畴钆钡铜氧超导块材及其制备方法。本发明的方法包括配制固相源粉、配制液相源粉、压制固相先驱块、压制含有圆孔的液相源先驱块、压制Y2O3圆柱形支柱、压制Yb2O3支撑块、制备钕钡铜氧籽晶、装配先驱块、熔渗生长单畴钆钡铜氧块材、渗氧处理步骤。本发明了提供了一种装配先驱块的新技术，既能实现液相源先驱块中液相的熔渗，又能保证单畴钆钡铜氧超导块材的生长，同时又能极易实现已生长单畴钆钡铜氧超导块材与液相源残留块的分离；不仅大大简化了对液相源残留块的后续切除加工过程，也避免了已生长单畴钆钡铜氧超导块材在分离过程中被破坏的可能性。CN106222749ACN106222749A权利要求书1/2页1.一种易除液相源残留的单畴钆钡铜氧超导块材制备方法，其特征在于：包括如下步骤：1)配制固相源粉将BaCO3与CuO混合，用固态反应法制成BaCuO2粉；再将Gd2O3与BaCuO2粉混合，作为固相源粉；2)配制液相源粉将Y2O3、BaCuO2和CuO混合均匀，作为Y基液相源粉；或将BaCuO2和CuO混合均匀，作为无Y基液相源粉；3)压制固相先驱块取固相源粉，压制成固相先驱块(2)；4)压制含有圆孔的液相源先驱块取液相源粉，压制成含有圆孔的液相源先驱块(4)；液相源先驱块(4)直径大于固相先驱块(2)的直径；5)压制Y2O3圆柱形支柱将Y2O3压制成小圆柱体作为Y2O3支柱(3)；6)压制支撑块将Yb2O3粉压制成与液相源先驱块直径相同的坯块，作为支撑块(5)；7)制备钕钡铜氧籽晶将Nd2O3与BaCO3、CuO混合，用固态反应法制成Nd2BaCuO5；再将Nd2O3与BaCO3、CuO混合，用固态反应法制成NdBa2Cu3O7-δ；然后将Nd2BaCuO5粉体与NdBa2Cu3O7-δ粉体混合均匀，压制成钕钡铜氧先驱块，用顶部籽晶熔融织构法在晶体生长炉中进行烧结，得到钕钡铜氧块材；取自然解理的钕钡铜氧小方块作为钕钡铜氧籽晶(1)；上式中0≤δ≤1；8)装配先驱块在Al2O3垫片(7)上表面自下而上以轴对称的方式依次放置MgO单晶块(6)、支撑块(5)、含有圆孔的液相源先驱块(4)、Y2O3圆柱形支柱(3)、固相先驱块(2)、钕钡铜氧籽晶(1)。9)熔渗生长单畴钆钡铜氧块材将装配好的坯体放入晶体生长炉中，以每小时80～120℃的升温速率升温至920℃，保温20小时，再以每小时40～60℃的升温速率升温至1058～1063℃，保温1～2.5小时；以每小时60℃的降温速率降温至1028～1033℃，以每小时0.2～0.5℃的降温速率慢冷至1008～1013℃，随炉自然冷却至室温，得到单畴钆钡铜氧块材。10)渗氧处理将单畴钆钡铜氧块材置入石英管式炉中，在流通氧气气氛中，450～430℃的温区中慢冷200小时，得到单畴钆钡铜氧超导块材。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤4)中含有圆孔的圆柱形液相源先驱块(4)的圆孔的数量至少为3个，圆孔位置均匀分散在液相源先驱块中。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤5)中Y2O3支柱(3)与步骤4)中液相源先驱块(4)的圆孔相匹配。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤1)中BaCO3与CuO粉按摩尔比为1：1混合；Gd2O3与BaCuO2按摩尔比为1：1.2混合。2CN106222749A权利要求书2/2页5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤2)中作为Y基液相源粉的Y2O3、BaCuO2和CuO按摩尔比为1：10：6混合；作为无Y基液相源粉的BaCuO2和CuO按摩尔比为3：2混合。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤3)中固相先驱粉与液相源粉的质量比为1：1.4。7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤7)中制备Nd2BaCuO5的Nd2O3与BaCO3、CuO的摩尔比为1：1：1；制备NdBa2Cu3O7-δ的