一种YPBCO线带材的制备方法

技术领域

本发明属于高温超导材料技术领域，具体涉及一种YPBCO线带材的制备方法。

背景技术

REBa

在现有的涂层导体制备技术下，一般难以获得多芯化的REBCO的线带材。同时采用粉末装管法结合融化再结晶生长的方法也难以制备各向同性的REBCO圆线。其主要原因是，REBCO熔化再结晶生长的温度特别高，例如YBa

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种YPBCO线带材的制备方法。该方法通过引入氧化铅和纳米银颗粒开发出具有低熔点的YPBCO成相粉，并采用Ag管作为包套材料，实现了YPBCO粉末的装管加工和熔化再结晶生长，从而获得具有良好性能的高温超导YPBCO线带材，解决了YbBCO的高熔点问题。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种YPBCO线带材的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤一、将氧化镱、硝酸铅、碳酸钡与铜按照原子比例Yb:Pb:Ba:Cu＝1:x:(2-x):3配比，其中x＝0.05～0.3，与发烟硝酸溶液混合反应，配制得到澄清溶液，然后采用滴定的方式，将氨水和草酸乙醇溶液滴加入澄清溶液中并充分搅拌，得到含有草酸盐沉淀的浑浊液，再将浑浊液静置沉淀后过滤，得到YbPb

步骤二、将步骤一中得到的YPBCO草酸盐进行热处理，得到YPBCO成相粉；所述热处理的过程为：依次升温至500℃、800℃、850℃分别恒温保温20h，再升温至880℃或900℃恒温保温20h，采用的气氛为空气，且每一步恒温保温后均采用球磨对得到的中间粉末进行均匀化处理，并在最后一步恒温保温前向中间粉末中添加纳米银颗粒，且添加量为最后一步恒温保温前中间粉末质量的0.5％；

步骤三、将步骤二中得到的YPBCO成相粉装入Ag管，经加工得到单芯线，然后将单芯线组装成多芯线，得到YPBCO生线材，或者继续将多芯线轧制成带材，得到YPBCO生带材；

步骤四、将步骤三中得到的YPBCO生线材、YPBCO生带材进行热处理，得到YPBCO线带材；所述热处理的温度为920℃～935℃，气氛为空气。

上述的一种YPBCO线带材的制备方法，其特征在于，步骤一中所述发烟硝酸溶液的质量浓度为90％～97.5％，氨水的质量浓度为20％～25％，草酸乙醇溶液的浓度为50g/L～150g/L。

上述的一种YPBCO线带材的制备方法，其特征在于，步骤二中所述升温速率为50℃/h～100℃/h。

上述的一种YPBCO线带材的制备方法，其特征在于，步骤三中所述多芯线为37芯。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

1、本发明采用共沉淀法制备高均匀性的YbPb

2、本发明采用纳米银和均匀的小尺寸的YPBCO成相粉相结合，可以进一步降低YPBCO的熔化温度，提升YPBCO的熔化均匀性，有利于YPBCO在较低温度下熔化再生长，进一步解决了YbBCO的高熔点问题。

3、相较于现有涂层导体的复杂制备技术和昂贵的设备，本发明的多芯YPBCO线带材中高温超导材料在熔化生长过程中不需要双轴织构控制，带材更容易实现a轴再结晶生长，改善晶粒连接性，且YPBCO线材具有各向同性的优势，更好地满足应用要求，同时本发明的YPBCO粉末装管法工艺更简单，成本更低。

下面通过实施例对本发明的技术方案作进一步的详细描述。

具体实施方式

实施例1

本实施例包括以下步骤：

步骤一、将氧化镱、硝酸铅、碳酸钡与铜按照原子比例Yb:Pb:Ba:Cu＝1:0.2:1.8:3配比，并分别称量53.088g氧化镱、17.848g硝酸铅、95.699g碳酸钡、51.267g铜与325mL质量浓度95％的发烟硝酸溶液混合反应，配制得到澄清溶液，然后采用滴定的方式，将660mL质量浓度为23％的氨水和4L浓度为100g/L的草酸乙醇溶液滴加入澄清溶液中并充分搅拌，得到含有草酸盐沉淀的浑浊液，再将浑浊液静置沉淀后过滤，得到YPBCO草酸盐；

步骤二、将步骤一中得到的YPBCO草酸盐进行热处理，得到YPBCO成相粉；所述热处理的过程为：依次以50℃/h的升温速率升温至500℃并恒温保温20h、以100℃/h的升温速率升温至800℃并恒温保温20h、以100℃/h的升温速率升温至850℃并恒温保温20h、以100℃/h的升温速率升温至880℃并恒温保温20h，采用的气氛为空气，且每一步恒温保温后均采用球磨对得到的中间粉末进行均匀化处理，并在最后一步恒温保温前向中间粉末中添加纳米银颗粒，且添加量为最后一步恒温保温前中间粉末质量的0.5％；

步骤三、将步骤二中得到的YPBCO成相粉装入Ag管，经加工得到单芯线，然后将单芯线组装成37芯线，得到YPBCO生线材，或者继续将37芯线轧制成带材，得到YPBCO生带材；

步骤四、将步骤三中得到的YPBCO生线材或者YPBCO生带材进行热处理，得到YPBCO线带材；所述热处理的温度为920℃，气氛为空气。

经检测，本实施例制备得到的YPBCO成相粉的熔化温度为920℃，制备得到的YPBCO线带材的临界转变温度达到87K，具有良好的超导性能。

实施例2

本实施例包括以下步骤：

步骤一、将氧化镱、硝酸铅、碳酸钡与铜按照原子比例Yb:Pb:Ba:Cu＝1:0.05:1.95:3配比，并分别称量53.088g氧化镱、4.461g硝酸铅、103.677g碳酸钡、51.267g铜与325mL质量浓度90％的发烟硝酸溶液混合反应，配制得到澄清溶液，然后采用滴定的方式，将660mL质量浓度为20％的氨水和4L浓度为50g/L的草酸乙醇溶液滴加入澄清溶液中并充分搅拌，得到含有草酸盐沉淀的浑浊液，再将浑浊液静置沉淀后过滤，得到YPBCO草酸盐；

步骤二、将步骤一中得到的YPBCO草酸盐进行热处理，得到YPBCO成相粉；所述热处理的过程为：依次以50℃/h的升温速率升温至500℃并恒温保温20h、以100℃/h的升温速率升温至800℃并恒温保温20h、以100℃/h的升温速率升温至850℃并恒温保温20h、以100℃/h的升温速率升温至900℃并恒温保温20h，采用的气氛为空气，且每一步恒温保温后均采用球磨对得到的中间粉末进行均匀化处理，并在最后一步恒温保温前向中间粉末中添加纳米银颗粒，且添加量为最后一步恒温保温前中间粉末质量的0.5％；

步骤三、将步骤二中得到的YPBCO成相粉装入Ag管，经加工得到单芯线，然后将单芯线组装成37芯线，得到YPBCO生线材，或者继续将37芯线轧制成带材，得到YPBCO生带材；

步骤四、将步骤三中得到的YPBCO生线材或者YPBCO生带材进行热处理，得到YPBCO线带材；所述热处理的温度为935℃，气氛为空气。

经检测，本实施例制备得到的YPBCO成相粉的熔化温度为935℃，制备得到的YPBCO线带材的临界转变温度达到80K，具有良好的超导性能。

实施例3

本实施例包括以下步骤：

步骤一、将氧化镱、硝酸铅、碳酸钡与铜按照原子比例Yb:Pb:Ba:Cu＝1:0.3:1.7:3配比，并分别称量53.088g氧化镱、26.772g硝酸铅、90.382g碳酸钡、51.267g铜与325mL质量浓度97.5％的发烟硝酸溶液混合反应，配制得到澄清溶液，然后采用滴定的方式，将660mL质量浓度为25％的氨水和4L浓度为150g/L的草酸乙醇溶液滴加入澄清溶液中并充分搅拌，得到含有草酸盐沉淀的浑浊液，再将浑浊液静置沉淀后过滤，得到YPBCO草酸盐；

步骤二、将步骤一中得到的YPBCO草酸盐进行热处理，得到YPBCO成相粉；所述热处理的过程为：依次以50℃/h的升温速率升温至500℃并恒温保温20h、以100℃/h的升温速率升温至800℃并恒温保温20h、以100℃/h的升温速率升温至850℃并恒温保温20h、以100℃/h的升温速率升温至880℃并恒温保温20h，采用的气氛为空气，且每一步恒温保温后均采用球磨对得到的中间粉末进行均匀化处理，并在最后一步恒温保温前向中间粉末中添加纳米银颗粒，且添加量为最后一步恒温保温前中间粉末质量的0.5％；

步骤三、将步骤二中得到的YPBCO成相粉装入Ag管，经加工得到单芯线，然后将单芯线组装成37芯线，得到YPBCO生线材，或者继续将37芯线轧制成带材，得到YPBCO生带材；

步骤四、将步骤三中得到的YPBCO生线材或者YPBCO生带材进行热处理，得到YPBCO线带材；所述热处理的温度为925℃，气氛为空气。

经检测，本实施例制备得到的YPBCO成相粉的熔化温度为925℃，制备得到的YPBCO线带材的临界转变温度达到85K，具有良好的超导性能。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制。凡是根据发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。