專利名稱：高JcYBCO超導(dǎo)體定向生長裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明高Jc釔鋇銅氧(YBCO)超導(dǎo)體定向生長裝置，是研究高溫超導(dǎo)體的專用裝置。
高JcYBCO超導(dǎo)體制造工藝，目前，國內(nèi)外都是采用H2-O2焰工藝、粉末燒結(jié)工藝、定向生長工藝。而H2-02焰工藝，熔凝參數(shù)無法控制，粉末燒結(jié)工藝為典型的“弱連接”樣品。高溫超導(dǎo)體的應(yīng)用發(fā)展受到普通的粉末燒結(jié)材料中的“弱連接”所致的Jc太低的阻礙。美國貝爾實(shí)驗(yàn)室的S.Jin發(fā)明了熔融織構(gòu)生長(即定向生長)法，使“弱連接”在很大程度上得到克服，Jc達(dá)到104A/厘米2。美國研究的定向生長法，樣品長度為3.8毫米，在1T下Jc值不到～4000A/厘米2。對定向生長樣品的深入研究，將會對以后的高Tc超導(dǎo)材料的研究工作，具有重要的促進(jìn)作用，對“弱連接”本質(zhì)的認(rèn)識及高Tc超導(dǎo)體的釘扎機(jī)制的研究打下了物質(zhì)基礎(chǔ)。目前，這種工藝已成為人們研究高Tc超導(dǎo)體材料的重要方法。但是，目前國內(nèi)外尚無作工藝條件試驗(yàn)所必需的定向生長裝置，美、日等國都嚴(yán)格保密，沒有資料報(bào)道，在國內(nèi)我們是第一個(gè)用這種生長裝置，制備出高JcYBCO樣品的單位。
在使用高質(zhì)量的原始樣品及合適的熔融一后處理工藝條件下，用本發(fā)明的超導(dǎo)體定向生長裝置制備出的樣品可達(dá)數(shù)十毫米，在0T和1T下，Jc值分別達(dá)到11100A/厘米2以上和～4000A/厘米2。
本發(fā)明高JcYBCO超導(dǎo)體定向生長裝置，是控制凝固溫度梯度、熔融溫度、熔融時(shí)間和冷凝速率等熔凝工藝參數(shù)的專用裝置。此裝置由三大部分組成(1)專用熔融爐;(2)加熱溫度自動控制部分;(3)提拉裝置。其關(guān)鍵部分是專用熔融爐。加熱溫度自動控制部分，可采用市場上出售的精密溫度控制儀，提拉裝置可根據(jù)本單位的條件，靈活地實(shí)現(xiàn)。
本發(fā)明的高JcYBCO超導(dǎo)體定向生長裝置的專用熔融爐截面圖如附圖
所示。熔融爐內(nèi)通O2管(石英管)(1)、樣品(2)、碳矽棒加熱體(3)、下爐蓋(Al2O3)(4)、爐腔管(Al2O3)(5)、上爐蓋(Al2O3)(6)、樣品夾(不銹鋼)(7)構(gòu)成。熔融爐長為180～210毫米、熔融爐截面高34毫米、寬65毫米。
預(yù)成型的YBCO超導(dǎo)體燒結(jié)帶(或條)樣品，采取垂直懸浮放置。在1050～1150℃溫度下，樣品自下而上緩慢提拉，提拉速度為2～5毫米/小時(shí)，熔融過程中用氧氣保護(hù)。為確保足夠的溫度梯度，須采取如下措施1、上、下爐蓋壁不宜過厚，以δ≤5毫米為好。
2、在上、下爐蓋的外表面，加工出深2毫米、寬2毫米的槽，槽間距為6～7毫米。
3、加熱體的位置，必須放在緊靠下爐蓋和爐腔管處。
4、在上、下爐蓋的底部和頂部，靠爐腔管和控制熱偶附近各鉆φ4～5毫米的孔2～3個(gè)。
本發(fā)明專用熔融爐的功能，溫度區(qū)間為室溫～1300℃，升溫到1200℃所需時(shí)間≤15分鐘，靠近最高溫部分的溫度梯度≥55℃/厘米，無溫度梯度的高溫區(qū)長度＜2厘米，最高溫區(qū)上部與下部的1000℃以上的溫區(qū)長度之比≥3。
權(quán)利要求
1.一種制造超導(dǎo)體的裝置，本發(fā)明是超導(dǎo)體定向生長裝置。其特征在裝置中有專用熔融爐，熔融爐由通02管(1)、碳矽棒加熱體(3)、下爐蓋(4)、爐腔管(5)、上爐蓋(6)、樣品夾(7)構(gòu)成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1，所說的專用熔融爐，碳矽棒加熱體必須放在緊靠下爐蓋和爐腔管處，確保足夠的溫度梯度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所說的專用熔融爐，上、下爐蓋壁的厚度不宜過厚，δ≤5毫米為好。在上、下爐蓋的外表面，加工出深2毫米、寬2毫米的槽，槽間距為6～7毫米。
全文摘要
目前，高JcYBCO超導(dǎo)體的制造，國內(nèi)外都是采用H
文檔編號H01B12/00GK1054685SQ9010104
公開日1991年9月18日 申請日期1990年3月5日 優(yōu)先權(quán)日1990年3月5日
發(fā)明者劉奉生, 周廉, 年慧麟, 王天成 申請人:西北有色金屬研究院