一种陶瓷类超导线的制作方法
【专利说明】-种陶瓷类超导线
[0001] 本发明设及一种含银复合超导材料使用增塑剂的线材加工方法。
[0002] 自1986年美国的Be化orz和Muller两博:t发现了Tc=30k的铜领铜氧陶瓷 类超导材料W后，中国赵忠贤、美国朱经武、日本田中昭二等物理学家又相继发现了Tc= 90-100k的乙领铜氧超导材料，使陶瓷类超导材料进入了液氮溫区。在实用化超导材料的制 备课题中，如何将运种脆性陶瓷材料加工成线材，并提高其电流密度Jc是目前世界公认的 技术难题，国外关于超导线（丝）材的报导中，介绍了日本名古屋大学采用的粉浆挤压法， 是W聚乙締醇为增塑剂，可制得Tc=84k的线材，但未披露临界电流值（见"用悬浮离屯、法 制备高TcYBCO超导丝材"1987年10月日本18届国际低溫物理会议议论文，作者Tomoko Goio Mas址iro KADA)。日本东京大学制成银包套的Y-Ba-CuA氧化物超导材料，可获得的最 大电流密度为Jc = 560A cm2,但加工难度大，造价高，线材长度收到一定限制。（见"YBCO 线材临界电流密度"，文献出处同上，作者Usamu Kohno等）。
[000引本发明的目的，是改善陶瓷类超导材料的成型性能，降低加工难度，制备一种高 Tc,高Jc的线材。
[0004] 本发明的主要技术方案是：使用W银为渗杂元素的复合超导材料；采用W油酸为 增塑剂的粉浆挤压法；经反复挤压成型
[0005] 本发明使用的超导材料组份，是W陶瓷类超导材料为基，含有渗杂元素银，例如： 【CY-Ba-Cu-〇】-Ag等。制作方法包括下列步骤：
[0006] 将所需名义组份的超导材料预合成，粉碎至-800目；加入-600目的银粉后 研磨均匀，银粉添加量按重量挤为3-6% :加入顺式十八締-9-酸（即油酸，分子式为： C册(C肥)7CH = CH(C肥)7C00H)，添加量7-8% (重量）；用反复挤压法使线材性能均一，即 将挤出的线材又返回到磨具中循环多次而成；绕制好的线材经140-16(TC干燥，至增塑剂 充分分解（部分挥发）；采用多段烧结工艺制度，600°C前在空气重进行，600°C后在氧流中 烧结，然后在氧流中缓冷至室溫，可在300°C后断氧。
[0007] 用本发明所述的方法，挤压出的线材有很好的柔性，能得到连续的任意长度的线 材，线材挤出=小时内可任意绕成各种型材，至烧结后定型。线材密度达5. 126/cm3 W上，油 值> 75. 4kg/cm2。所制得的超导材料组织结构、性能沿丝长方向均匀一致，形成银与基体均 匀分布的复合结构，其中含有微量由增塑剂烧损后残留的碳。渗入的银（及残炭）不改变 超导相的微结构，因此在不影响临界转变溫度的前提下可使电流密度提高，如锭领铜为基 体的渗银线材，其临界转变溫度Tc > 90k，电流密度Jc > 450A/cm2.
[0008] 本发明实施例如下：
[0009] -、超导线用细粉制备
[0010] 1、配料：取分析纯Y203、Ba0、Cu0粉，分别过600目筛网，按Y-Ba-Cu原子比1:2:3 配粉，在瓷研鉢中研磨均匀。
[0011] 2、压型：在50吨压力机上，W 5. 8kg/mm2的压力制成巫50X4mm的图片。
[0012] 3、烧结：将原片置于垫有超导粉的AI203舟内，推入马弗炉中屯、位置，在空气中 由室溫升溫至950°C，升溫速度100°C /小时，保溫8-10小时，随炉冷却至室溫，冷却速度 100°C /小时。得到Tc X 90. 9k超导材料。
[0013] 4、研磨：捣碎烧成的圆片、用玛瑶鉢研磨至全部通过800目筛网。
[0014] 5、渗杂：在-800目的超导粉中加入3% (重量比）的-600目银粉，用研鉢研磨均 匀。
[0015] 二、超导线材成型工艺
[0016] 1、备料：在渗银的超导粉中加入7% (重量）的顺式十八-9-酸，混合均匀。
[0017] 2、挤压成型：先加垫模作填充挤压，压力2吨，保压30秒钟，去除垫模，放入 00.7-0.1 mm硬质合金模，然后挤压。挤出丝材经=次返回后挤压成为成品丝。
[0018] 3、绕制：成品丝按所需形状绕制成螺旋、圆环等。
[001引 4、烘干：绕制成的丝材置于烘干箱内，在140-160°C的溫度中保溫干燥50小时，
[0020] 5、烧结：烘干的丝材装入AI203舟内置于高溫炉内烧结，烧结制度为：
[002。 升溫阶段：在空气中加热至300。升溫速度为100°C /小时，保溫2小时，假日至 600°C保溫1小时，然后W升溫速度100°C /小时加热940°C ;
[002引保溫阶段：通氧气在940°C恒溫6小时；
[0023] 降溫阶段：W 100°C /小时的速度冷却至300°C时断氧，再W原速度冷却至室溫。
[0024] S、性能测定
[00幼 1、粉末性能
[0028] 2、超导线材性能
[003。 注：（l)Jc、Tc由中国科学院物理研究所测定
[0032] 似开孔率用真空法测定
[0033] 线材表妹及断口分析表明：晶粒呈长晶状有沿线轴取向的倾向；线材磨成粉后的 x-ray分析均表明具有斜方晶型的超导结构。
[0034] 对渗银与未渗银的线材在室溫下进行了顺磁共振实验，显示了几乎完全相似的信 号，说明银的加入并没有改变超导相的微结构。
【主权项】
1. 一种陶瓷类超导线材，本发明的特征是乙钇钡铜氧为基体，其中含有3-6%重量的 银为掺杂元素。2. 根据权利要求1所诉的超导线材，其特征是具有如下的名义组份： 【Y-Ba2-Cu307-8】 -Agx，其中x= 3 ~6% (重量）。3. -种如权利要求1所诉的超导线材的制作方法，首先按所述基体的名义组份合成 超导材料，再破碎成细粉，本发明的特征是，在基体细粉中掺入银粉经充分混均后加入顺式 十八烯-9-酸为增塑剂，经线模反复挤压，成型为丝材，然后烧结成超导线材。4. 根据权利要求3所述的制作方法，其特征是，所述基体的细粉粒度细于800目，银粉 细于600目。5. 根据权利要求3或4的制作方法，其特征是，增塑剂的添加量为7-8% (重量）。6. 根据权利要求5所诉的制作方法，其特征是，成品丝烧结成在140-160°C温度下预先 干燥至增塑剂充分分解。7. 根据权利要求3所述的制作方法，其特征是，成品丝经丝模反复挤压2-3次。
【专利摘要】一种陶瓷类超导线材，是以钇系超导材料为基的含银复合材料。其制备过程是将预合成的基体材料研磨至-800目。用银粉掺杂混均。挤压成行前加入油酸为增塑剂。采用通过磨具反复挤压的方法，得到结构、性能沿长度方向一致的线材。线材质地柔软，在三小时内可按需要绕制成任意形状。经烧结后定型。本发明制得的线材，其强度、电流密度均有大幅度提高，Tc＞90K,Jc＞450A/cm2。
【IPC分类】H01B12/00, H01B13/00
【公开号】CN105336441
【申请号】CN201510845023
【发明人】不公告发明人
【申请人】孙典学
【公开日】2016年2月17日
【申请日】2015年11月27日