專利名稱：一種能加工變形的高溫超導(dǎo)材料的制作方法
一種能加工變形的高溫超導(dǎo)材料Y-Ba-Cu-O-M高溫超導(dǎo)材料(M代表某一除銩、釹外的稀士元素以及Ti、Nb、Mg金屬元素)，本發(fā)明涉及材料科學(xué)領(lǐng)域。
超導(dǎo)材料是世界上近年來(lái)才發(fā)展起來(lái)的一種新型材料，由于這種材料在一定溫度以下會(huì)出現(xiàn)電阻轉(zhuǎn)變?yōu)榱悖约爱a(chǎn)生抗磁性轉(zhuǎn)變，因而可以利用這些特性將材料制造成各種超導(dǎo)器件，例如超導(dǎo)電機(jī)、磁浮列車、超導(dǎo)高能加速器等等。但在八十年代以前研制成的超導(dǎo)金屬材料其零電阻轉(zhuǎn)變溫度低于23.5K，所以大大限制了超導(dǎo)材料的應(yīng)用。
一九八六年四月，瑞士科學(xué)家Muller等人首次發(fā)現(xiàn)在La-Sr-Cu氧化物具有35K的超導(dǎo)電性，并在德國(guó)物理雜志八六年第五期上加以報(bào)導(dǎo)。從而引起人們對(duì)金屬氧化物可制取高溫超導(dǎo)材料的研究興趣。目前，人們已能用釔鋇銅氧化物穩(wěn)定地制取液氮溫區(qū)的超導(dǎo)材料，但是，眾所周知，金屬氧化物的脆性較大，加工性能極差，難以加工成所需規(guī)格和制成實(shí)用裝置，因而大大影響了這種材料的使用價(jià)值，為此，如何改善具有高溫超導(dǎo)性能的金屬氧化物的加工變形能力就成了各國(guó)科學(xué)家的研究方向，八七年三月參考消息曾報(bào)導(dǎo)日本用銅包覆金屬氧化物制成超導(dǎo)線材，但是自3月至今許多科研機(jī)構(gòu)，包括我所，發(fā)現(xiàn)用銅包覆Y-Ba-Cu-O-M超導(dǎo)材料，雖然提高了金屬氧化物超導(dǎo)材料的加工性能，并能加工成線材，但是這種線材經(jīng)過(guò)高溫?zé)Y(jié)才能呈現(xiàn)超導(dǎo)性，而銅原子在高溫?zé)Y(jié)時(shí)向金屬氧化物的擴(kuò)散會(huì)引起金屬氧化物化學(xué)成份的改變，從而失去金屬氧化物的高溫超導(dǎo)性。
本發(fā)明目的就是要尋找一種既具有良好加工性能的，又能在高溫?zé)Y(jié)時(shí)與金屬氧化物產(chǎn)生惰性反應(yīng)，并能在少量進(jìn)入金屬氧化物中后仍能使金屬氧化物具有高溫超導(dǎo)性的材料，以通過(guò)包覆金屬氧化物途徑制取高溫超導(dǎo)線，帶材。
經(jīng)本所有關(guān)科研人員研究，發(fā)現(xiàn)鈦或鈦基合金，例如TR2、TR3、TR4、Ti-11等在930～1100℃高溫下由于形成一層致密的鈦氧化膜，故在該溫度下燒結(jié)時(shí)，與金屬氧化物，特別是Y-Ba-Cu-O-M(M代表除銩、釹外的稀士元素以及Nb、Ti、Mg金屬元素)產(chǎn)生惰性反應(yīng)。此外，還發(fā)現(xiàn)少量鈦元素?cái)U(kuò)散進(jìn)入Y-Ba-Cu-O-M中，對(duì)零電阻轉(zhuǎn)變溫度影響較小。但卻能提高超導(dǎo)磁學(xué)參量，以及使超導(dǎo)材料更加致密化。而且由于鈦或鈦基合金加工性能較好，因而是包覆金屬氧化物制取高溫超導(dǎo)線、帶材的理想材料。
本發(fā)明通過(guò)下列工藝途徑制成鈦或鈦基合金，例如TR2、TR3、TR4、Ti-11等包覆Y-Ba-Cu-O-M的超導(dǎo)線、帶材。
將具有液氮溫區(qū)零電阻轉(zhuǎn)變的Y-Ba-Cu-O-M塊樣，粉碎后裝入鈦或鈦基合金，例如TR2、TR3、TR4、Ti-11等圓管，或者用鈦或鈦基合金等薄板包覆Y-Ba-Cu-O-M，再焊接成管狀，這種外層包覆有鈦或鈦基合金的Y-Ba-Cu-O-M加工性能良好，易于熱軋或熱拉成0.5毫米以上直徑或厚度的不同規(guī)格線材或帶材。熱軋、熱拉溫度為500～950℃，也可通過(guò)冷拉，或冷軋成0.5毫米以上直徑或厚度的不同規(guī)格線材或帶材，經(jīng)常規(guī)鈦及鈦合金退火工藝，可以加工成各種形狀的超導(dǎo)器件(例如線圈)，將上述線、帶材制造的超導(dǎo)器件經(jīng)900～1100℃1至5小時(shí)高溫?zé)Y(jié)，即可使材料呈現(xiàn)液氮溫區(qū)超導(dǎo)性。
本所采用上述工藝制成的超導(dǎo)器件經(jīng)測(cè)試其電阻轉(zhuǎn)變溫度大于84K。
根據(jù)現(xiàn)有資料證明本發(fā)明是世界上迄今為止首次采用鈦或鈦基合金包覆金屬氧化物，成功的加工成高溫超導(dǎo)線、帶材。
權(quán)利要求
1.一種能加工變形的高溫超導(dǎo)材料，特別是Y-Ba-Cu-O-M高溫超導(dǎo)材料，其特征在于，Y-Ba-Cu-O-M外面包覆鈦或鈦合金，M代表某一除銩、釹外的稀士元素及Ti、Nb、Mg金屬元素。
全文摘要
一種能加工變形的高溫超導(dǎo)材料特別是Y-Ba-Cu-O-M材料，M代表某一除銩、釹外的稀土元素及Ti、Nb、Mg金屬元素，本發(fā)明涉及材料科學(xué)領(lǐng)域。
文檔編號(hào)H01L29/12GK1030323SQ8710107
公開日1989年1月11日 申請(qǐng)日期1987年6月30日 優(yōu)先權(quán)日1987年6月30日
發(fā)明者葛紅林, 張之超, 胡堅(jiān), 季之強(qiáng), 周燕, 李霖, 鄭正康, 高毅強(qiáng) 申請(qǐng)人:上海鋼鐵研究所