[其他]液氮溫區超導線材，帶材及其制法

無效

• 申請號: 87102731
• 申請日: 1987-04-14
• 公開（公告）號: CN87102731A
• 公開（公告）日: 1988-12-21
• 發明（設計）人: 朱道本;王德禧;吳培基;劉杰三;陳德俊;候可悅;姚幼新;方萬全;武小軍
• 申請（專利權）人: 中國科學院化學研究所
• 主分類號: C22C29/12
• 分類號: C22C29/12;C22C1/04;B22F3/16;H01B12/00
• 代理公司: 中國科學院專利事務所
• 代理人: 嚴舫,許淑芳

本發明是屬于釔鋇銅氧化物體系的液氮溫區超導材料及其制備工藝。

自從1986年4月瑞士科學家柏茲（J.G.Bednorz）和繆勒（K.A.Müller）首先發現鋇銅氧化物超導轉變溫度有可能達到30k〔Z.Phys.B.Condensed Matt，64（1986）189〕以來，人們積極尋找新的高臨界溫度超導體。1987年2月15日美國報導朱經武獲得了起始轉變溫度為98k的超導體〔報刊報導〕。中國趙忠賢等于1987年2月20日宣布在液氮溫區發現超導釔鋇銅氧化物體系〔Kexue Tongbao，No.6（1987）〕。液氮溫區超導體的出現，引起了人們普遍關心如何盡快地開發其應用。

目前，關鍵問題是如何將上述金屬氧化物超導物質制作成材，即制成線材、帶材、薄膜等提供可能的實際應用。1987年3月日本東京大學工學部研制成鍶銅氧化物體系的薄膜超導材料，起始轉變溫度為40k，10k時出現零電阻〔報刊報導〕。1987年3月24日中國科學院物理所宣布研制成超導薄膜，起始轉變溫度89.5k，零電阻溫度20k。又據日本報導，日本科學家已用金屬銅管和陶瓷超導材料一起拉制成線材。

本發明是研制成可供在液氮溫區使用的超導線材和帶材，提供這些類型材料的一整套工藝方法，包括超導粉料的制備、表面處理、擠出料的配制、擠壓成材和成型品的熱處理等。

本發明的目的是尋找對上述金屬氧化物超導物質制備和加工成各種形狀諸如纖維、線、帶、膜等和不同規格尺寸諸如一定直徑、形狀、厚度和長度等可供實際使用的材料，以期應用于諸如電力輸送、信息能量傳遞、超導磁鐵、磁懸浮列車等方面。現在完成了線材和帶材的制備工藝方法，提供有可能使用的這些超導材料。

本發明的基本構思和主要技術構成如下：

目前所發現的液氮溫區的釔鋇銅氧體系的超導金屬氧化物是堅硬又脆的含有細微多孔的陶瓷，很難直接加工成材。本發明的技術構思正是針對這一關鍵問題，采用釔鋇銅氧體系先通過高分子化合物粘接，變成容易加工成不同形狀，尺寸的前軀體，然后進行熱處理制成具有在液氮溫區呈現超導的線材和帶材。實踐證明這種構思方案是成功的和可行的。

本發明采用一套特殊的制備加工方法，可制成質量均一的線材和帶材。這些材料產品具有如下技術特征：（1）在形狀規格方面，線材的直徑為50μm～10mm，為不同粗細連續長絲，有一定強度;帶材的厚度為50μm～10mm。（2）釔-鋇-銅氧化物超導粉的混合比例分別采用0.2～1.8∶0.2～1.8∶1重量份數。（3）線材、帶材和薄膜的擠出料配比為：超導金屬粉∶高分子粘合劑溶劑＝100%∶3-8%，溶劑或增塑劑適量。高分子粘合劑包括聚乙烯醇，聚烯烴（聚乙烯、聚丙烯等），聚苯乙烯，聚甲基丙烯酸甲酯，聚醋酸乙烯脂，某些合成橡膠（乙丙橡膠、順丁橡膠、丁二烯橡膠、丁基橡膠，丁苯橡膠等）。所說的溶劑或增塑劑可為石油醚、環己酮、甲乙酮、乙醚，苯、甲苯、二甲苯、二甲基甲酰胺，二甲基乙酰胺、苯二甲酸酯（鄰苯二甲酸二辛酯，鄰苯二甲酸二丁酯等）。（4）這些類型的線材產品達到的性能指標：經四探針法電阻與溫度關系測試和交流磁化率與溫度關系測定，均在液氮溫區呈現出超導性，即在100k發生超導起始轉變，于83.7k出現零電阻和抗磁性（見附圖）。

本發明提供了一整套制備和加工上述超導材料的新技術工藝。包括超導粉料的制備，超導粉料的表面處理，線、帶材的擠出料配制和成型品的熱處理。

（1）超導粉料的制備：

本發明制備Y-Ba-Cu氧化物體系超導粉料，可采用干法或濕法兩種。干法是Y₂O₃，BaO和CuO以適當比例（分別為0.3～1.8∶1.1～1.8∶1重量份數），進行機械混合，在大氣中于850～1100℃燒結4～8小時，自然降溫和粉碎，反復進行數次上述工藝。濕法是將混合鹽溶液（Y，Ba和Cu的比例＝0.2～1.6∶1重量份數）經草酸鹽共沉淀法，得到細粉料，洗滌、干燥，然后在溫度850～1100℃范圍內經過4～8小時的燒結，制成超導粉料。

（2）超導粉料表面處理：

以超導粉料重量3～7%的石蠟和7～3%硬脂酸，在硬脂酸熔點以上（80℃）進行攪拌混合。

（3）線材、帶材擠出料的制備：