专利名称：钇系超导体用包复粉的制造方法
技术领域：
本发明的包复粉末的制造方法，是粉末熔化处理法制备高Tc氧化物超导材(申请日90、4、23。申请号90102211.x)的继续，属于高温氧化物超导领域，是制备具有高临界电流的具有“123”相结构的稀土氧化物超导材料的原始材料。
目前，国际上制备高温超导体，普遍采用定向生长法、熔融织构生长法、淬火熔融生长法，这些方法的共同点是首先制成Y123相的烧结块，然后经1100℃以上的高温熔化分解成211相的液相，再通过包晶反应定向生长的方法，制成带织构的钇钡铜氧超导体。淬火熔融生长法则把“123”相烧结块加热到1450℃。然后淬火冷却到室温，再通过加热到1100℃的包晶反应区，通过定向结晶生长制备“123”相超导体。粉末熔化处理法采用211粉+Ba-Cu-O粉末为原料，直接进入高温包晶反应区，来制备Jc＞70000A/cm2(77K，1T)及36000A/cm2(77K，4T)的“123”相超导材料。这些方法所使用的粉末熔点低，均匀性不好。
包复粉的制造有银包复粉、氧化铬包复粉，氧化镍包复粉。这些包复粉都是采用溶液吸附法，在金属粒子表面包复一层金属或氧化物。作为核心的金属粒子吸附溶液中的溶质后，通过还原粒子表面的溶质而得到包复金属的包复粉，通过适当温度下的加热处理而得到包复氧化物的包复粉。这些包复粉的粒子金属核心与包复层化合物在热处理过程中不发生化学反应。
本发明的目的，可用包复粉直接制造高温超导体。
本发明的包复粉、以Ba、Cu的氢氧化物为原料不与YBa2Cu1O5发生化学反应。将Cu的氢氧化物制成悬浊溶液、将Ba(OH)2制成溶液，这样可得到均匀性很好的物料。用无水心乙醇作脱水剂，可使Ba(OH)2从溶液中以极细的颗粒定量析出，并与Cu(OH)2一起均匀包复在Y2Ba1Cu1O3粒子表面。在制造过程中Cu(OH)2乙醇悬浊液中水分要尽可能少。Ba(OH)2水溶液中的水也要尽可能少，以在加热条件下完全溶解Ba(OH)2为宜。作为脱水用的无水乙醇浓度大于95%(V/V)以上，可使Ba(OH)2定量析出。
从溶液中析出的包复粉含有大量BaCO3，粉体干燥后在800℃下加热10-30小时，BaCO3能完全分解并形成BaCuO2化合物。若加热温度高于800℃将有Y1Ba2Cu3O7-δ相生成;若加热温度低于800℃，则BaCO3不能分解。
利用本发明的包复粉制造的高温超导体，能提高Jc，是因为原料中可获得细的和均布的211粒子，因而在包晶反应中液相的Ba-Cu-O能充分地与211粒子(固相)反应。而不残留多余CuO及BaCO3因而晶界干净，没有弱连接，同时残留、均布精细的211相粒子可感生出高密度的晶体缺陷，成为有效的钉扎中心。
实际在YBCO预成形体中的211相粒子的精度与分布成为外部关键的因素，而利用211粒子与Ba-Cu-O的包复粉则可成为理想的预成形体方式。这是采用包复粉制造超导体的重要设计思想。
本发明包复粉的制造方法1、以硝酸铜、氢氧化钡、Y2Ba1Cu2O5为原料，首先将硝酸铜溶解于水，用氢氧化钠沉淀出氢氧化铜，弃去溶液后，用倾泻法以水洗净钠离子，然后用无水乙醇洗涤以置换出水，形成氢氧化铜的乙醇悬浊液。
2、将氢氧化钡溶于水，然后加入Y2Ba1Cu1O5粉末，充分搅拌后，再与氢氧化铜乙醇悬浊液混合。
3、在不断搅拌下加入无水乙醇[乙醇的浓度大于95%(V/V)]，溶液中的氢氧化钡以固体氢氧化钡形式析出，从而在Y2Ba1Cu1O5粒子表面形成了氢氧化铜和氢氧化钡的包复层。
4、将沉淀过滤，在90～100℃下干燥，随后在800℃下灼烧10-30小时，即得到了在Y2Ba1Cu1O5粒子表面包复有BaCuO2和CuO的包复粉。
实例取Y2Ba1Cu1O5单相粉10克，Cu(NO3)2·3H2O 31.58克，Ba(OH)2·8H2O 20.61克。
将Cu(NO3)2·3H2O 31.58克溶于500毫升水中，在剧烈搅拌下，用20%(W/V)氢氧化钠溶液中和至溶液pH值大于14。待Cu(OH)2下沉后，倾泻去上层清液。加5-7倍于剩余溶液体积的去离子水，充分搅拌，静置，倾泻去上层清液，如此反复处理至溶液pH值为7以下，最后一次倾泻去清液后，加入5～7倍于剩余液体体积无水乙醇，按前述操作倾泻洗涤，反复4～5次，以除去大量的水分。将Cu(OH)2乙醇溶液剧烈搅拌，使Cu(OH)2高度分散于乙醇中。
取20.61克Ba(OH)2·8H2O放入盛有300毫升水的烧杯中加热溶解，加入10克Y2Ba1O5单相粉，充分搅拌均匀，立即与Cu(OH)2乙醇悬浊液混合，在强搅拌下，加入无水乙醇、并使溶液中乙醇浓度大于95%(V/V)，继续搅拌半小时，静置48小时，过滤。将沉淀在90～100℃下干燥，之后在800℃下灼烧10-30小时，得到Y2Ba1Cu1O5粒子表面包复有BaCuO2和CuO的包复粉。
该包复粉的溶化温度约1010℃，比Y2Ba1Cu1O5和Ba3CuO5的混合粉的熔化温度约低10℃。
权利要求
1.制备包复粉的方法，已有银包复粉、氧化铬包复粉及氧化镍包复粉。本发明包复粉的制造方法、其特征是采用硝酸铜、氢氧化钡及氢氧化铜乙醇悬浊液的制造方法。
2.根据权利要求1所说的制造方法，使用无水乙醇作为脱水剂，使氢氧化钡从液中析出并与氢氧化铜一起包复Y2Ba1Cu1O5的包复粉的制造方法。
3.根据权利要求2所说的氢氧化铜和氢氧化钡的Y2Ba1Cu1O5包复粉、在800℃下加热10-30小时，成为包复BaCuO2和CuO的Y2Ba1Cu1O5包复粉的制造方法。
全文摘要
目前，国际上制造高温超导体，普遍采用定向生长法，熔融织构生长法、淬火熔融生长法等。但这些方法，所使用的粉末熔点低、均匀性不好。采用包覆粉制造高温超导体，可以克服上述缺点。包覆粉制造超导体是以硝酸铜、氢氧化钡、Y
文档编号H01B12/00GK1072284SQ9110980
公开日1993年5月19日 申请日期1991年11月7日 优先权日1991年11月7日
发明者杜泽华, 周廉, 孙宝莲, 于广聪 申请人:西北有色金属研究院