摻鍶的汞鋇(鈣)銅氧化物高溫超導體及其製備方法

2023-09-21 06:07:55 1

專利名稱：摻鍶的汞鋇(鈣)銅氧化物高溫超導體及其製備方法
技術領域：
本發明涉及一種超導體及其製備方法，它特別適用於摻鍶的汞鋇(鈣)銅氧化物高溫超導體及其製備方法。
超導性具有很大的應用價值，如輸電、磁懸浮列車及微電子器件的應用等方面。各國在這一方面花費很大的人力和物力以尋求更好地新超導材料及其製備方法。自1986年La-Ba-Cu-O體系超導性發現以來，高Tc超導材料研究有很大進展。含鉈的體系Tc高達125K，含鉍的體系Tc可至110K。而最近發現的含汞體系HgBa2CuO4+5Tc為95K[(S.N.Putlin et al，Nafure 362，226(1993)]及HgBa2Can-1CunO2n+2+δ(n＝2，Tc～112K;n＝3，Tc～133K)[(A.Schilling et al，Nature 363，56(1993);C.W.chu et al，Physica C(1993)(in press)]。這些體系均不從簡單氧化物直接合成，而是從Ba-Ca-Cu-O，Ba-Cu-O前體合成的。方法複雜，成本高，周期較長，重複性較差。
本發明的目的在於克服上述的缺點，提供一種通過摻鍶及直從Hg Ba2-xSrxCan-1CunO2n+2+δ(n＝1，2，3)相應的氧化物直接燒結合成含汞鋇(鈣)銅氧化物超導體及其製備方法。
本發明涉及的高溫超導體組成為Hg Ba2-xSrxCan-1CunO2n+2+δ(n＝1，2，3)其中x＝0.0～0.7
選用上述元素相應的氧化物做原料，如HgO，BaO，SrO，CaO，CuO。
它們的超導抗磁轉變溫度在90K至133之間。
本發明提供一種從直接從所需元素對應的氧化物HgO，BaO，SrO，CaO，CuO一步固相燒結合成上述高溫超導體的製備方法，選用純度在98%以上並按組成計量配比的HgO，BaO，SrO，CaO，CuO經充分研磨混合，用壓機壓實成形，封於石英管內，真空度為10-2乇，再將石英管置於馬弗爐內，升溫速率為150℃-300℃/小時，當溫度升至680℃-780℃時，燒結0.5～10小時後，隨爐冷卻至室溫，再次將材料在250℃-300℃氧氣氛中退火2-6小時。
本發明的摻鍶的超導體可促進相形成，樣品性能優良，超導性能好，它們的超導抗磁轉變溫度在90K至133K之間，具有高臨界轉變溫度，本發明的製備方法直接從所需元素對應的氧化物一步燒結合成，成本低，性能價格比高，容易合成，重複性能好，便於生產，易於推廣。
下面結合附

圖1-7及表1對本發明做進一步的詳細說明。
附圖1為樣品HgBa1.3Sr0.7CuO4+δ的磁化強度曲線。
附圖2為樣品HgBa2CaCu2O6+δ的X-射線衍射圖。
附圖3為樣品HgBa2Ca2Cu3O8+δ的X-射線衍射圖。
附圖4為樣品HgBa1.7Sr0.7CuO4+δ的磁化強度曲線。
附圖5為樣品HgBa2CaCu2O6+δ的磁化強度曲線。
附圖6為樣品HgBa2CaCu2O6+δ的磁化強度曲線。
附圖7為樣品HgBa1.6Sr0.4Ca2Cu3O8+δ的磁化強度曲線。
實施例1配比為HgBa1.3Sr0.7CuO4+δ，X＝0.7，選用市售純度為98%的HgO，BaO，SrO，CuO為原料，重量分別為0.61，0.56，0.204，0.22克，放入碼腦研缽中充分研磨，並壓實成圓片，封於石英管內，真空度為10-2乇，將石英管置於馬弗爐內，以200℃/小時升溫至780℃，燒結6小時，隨爐冷卻至室溫後，再次在280℃氧氣氛中退火2小時。X-射線衍射分析表明樣品為1201單相，磁測量表明樣品在90K呈超導性。見附圖1和4。
實施例2配比為HgBa2CaCu2O6+δ，X＝0，選用原料及方法同實施例1，升溫後，燒結溫度為680℃，燒結時間為0.5小時。X-射線衍射分析表明樣品全相為1212，磁測量表明樣品含單個超導相，Tc～112K。見附圖5。
實施例3配比為HgBa2CaCu2O6+δ，X＝0，原料及方法同實施例1。升溫後，燒結溫度為700℃，燒結0.5小時，在280℃氧氣氛中退火。樣品主要為1212相，Tc-112K，還含有少量1223相(133K)和1201相(78K)。見附圖2和5。
實施例4配比為HgBa2Ca2Cu3O8+δ，X＝0，原料選用市售純度為98%的HgO，BaO，CaO，CuO，按計量比稱量，並置於研缽內充分混合研磨，壓實成圓片，以200℃/小時速率升溫至750℃，燒結6小時，隨爐冷卻至室溫，並再在250℃氧氣氛中退火。X-射線分析表明樣品為1223主相，磁測量表明樣品含一個超導相，Tc為133K。見附圖3和6。
實施例5配比原料方法同實施例4，升溫後燒結溫度為720℃，燒結時間為1小時，磁測量表明樣品含兩個超導相，1212相(113K)和1223(133K)。見附圖6。
實施例6配比為Hg1.6Sr0.4Ca2Cu3O8+δ，X＝0.4，按計量比配料，原料、燒結方法同實施例4。升溫後，燒結溫度為750℃，燒結時間為10小時。磁測量表明，超導抗磁轉變溫度為132K。見附圖7。
權利要求
1.一種摻鍶的汞鋇(鈣)銅氧化物高溫超導體，轉變溫變90K～133K，其特徵在於組成為HgBa2-XSrXCan-1CunO2n+2+δ(n=1，2，3)其中X=0.0～0.7
2.根據權利要求1所述的直接從所需元素對應的氧化物一步固相燒結合成超導體的製備方法，其特徵在於選用純度在98%以上並按組成計量配比的HgO，BaO，SrO，CaO，CuO，經充分研磨混合，用壓機壓實成形，封於石英管內，真空度為10-2乇，再將石英管置於馬弗爐內，升溫速率為150℃-300℃/小時，當溫度升至680℃-780℃時，燒結0.5～10小時，隨爐冷卻至室溫，再次將材料在250℃～300℃氧氣氛中退火2～6小時。
全文摘要
本發明涉及一種摻鍶的汞鋇(鈣)銅氧化物超導體及其製備方法，其特徵在於這種超導體組成為HgBa
文檔編號H01L39/24GK1102008SQ9311856
公開日1995年4月26日 申請日期1993年10月20日 優先權日1993年10月20日
發明者朱文杰, 黃玉珍, 陳立泉, 趙忠賢 申請人:中國科學院物理研究所