专利名称：钇-钡-铜-氧系超导带材的制造方法
技术领域：
本发明涉及在液氮温区工作的Y-Ba-Cu-O系超导带材的制造方法。
自本世纪初开始研制低温下工作的超导体以来，在液氦温区工作的某些超导材料已进入实用阶段，目前，正在研制更具有实用价值的在液氮温区工作的超导材料，并取得了一定的进展，为了使这种材料适应使用需要，同时也开展了这种超导材料成材的制造方法的研制工作。日本东芝综合研究所与日本昭和电线公司合作研制出Y-Ba-Cu-O超导材料，其方法是将Y-Ba-Cu-O粉末烧结成超导体，再制成超导粉末，装入铜合金管中进行轧制，之后再热处理，即可得到Y-Ba-Cu-O超导带材。所制成的成品尺寸为厚度0.1毫米，宽度5毫米，起始转变温度93.5K，零电阻温度87K。这种制造方法虽然能得到具有超导性能的带材，但有如下缺点，即该生产是先将无超导性的Y-Ba-Cu-O粉末烧结成超导材料，然后再破碎成粉，增加了破碎工序和设备;
本发明的目的是要简化超导带材的制造方法，先对无超导性的Y-Ba-Cu-O的粉末放在基体上轧制，再进行烧结，省去碎破工序和设备;
本发明的又一目的是要找出提高Y-Ba-Cu-O超导带材的Tc和Jc的方法。
本发明是将Y-Ba-Cu-O的予烧结粉末均匀地放在基体上，基体是镍或镍合金或不锈钢管，管子是沿管子纵向开口的。将装好粉末的基体在空气气氛下加热至700-850℃，经5～20分钟，在600～850℃下进行多道次轧制，道次加工率为2～10%，轧完后形成予烧结粉坯带，在空气气氛下烧结，烧结温度为900～1000℃，保温2～10小时，随炉冷却，得到Y-Ba-Cu-O超导带材。
为了提高上述方法制成的Y-Ba-Cu-O超导带材的Tc和Jc，利用金属氧化物的高温可塑性，通过压力加工提高超导带材的密度，消除微细裂纹和空隙，再通过热处理恢复高温超导相的超导性能，工艺过程如下首先将有一定超导性能的超导带材在空气气氛下加热到700-850℃，保温2-10分钟，然后在500-850℃温度下轧制，终轧温度不低于300℃，轧后的超导带材在空气气氛下热处理，热处理温度为800-900℃，保温0.5-8小时，随炉冷却。由于采用了此工艺，可以使原来零电阻低于77K的超导带材提高到77K以上，进入液氮温区工作，并提高了临界电流密度。
本发明的优点在于1.由于采用了先轧制Y-Ba-Cu-O予烧结粉的工艺(1)省去了破碎烧结粉的工序和设备;
(2)与先烧结后轧制的工艺比较，予烧结粉更容易轧制变形;
(3)采用600-850℃下热轧，使予烧结粉与基体结合牢固。
2.由于采用了对已具备超导性能的Y-Ba-Cu-O超导带材进一步加工处理的工艺(1)消除了超导带材上的微细裂纹和孔隙，提高了致密度;
(2)改善了超导带材的机械性能，提高了带材韧性，在弯曲变形条件下不降低超导性能;
(3)热轧后的热处理可以消除超导带材的基体的加工硬化，提高基体的室温塑性，改善了超导带材的整体柔性;
(4)提高了超导带材的Tc和Jc。
以下为非限定性实施例实施例一将Y-Ba2-Cu3-O9-x予烧结粉破碎，使粉末粒度小于100目，装入纵向开口的镍或镍合金或不锈钢管子中，将装好粉末的管子加热至600-900℃，2-20分钟，进行热轧，第一道次加工率大于10%，以后逐渐降低加工率，终轧温度不低于300℃。将轧制后的带在空气气氛下加热到960℃后进行8小时烧结，然后随炉冷却，得到Y-Ba2-Cu3-O9-x超导带材，其起始转变温度为95-88K，零电阻温度77-86K，临界电流密度为～20安培/公分2。
实施例二本实施例采用起始转变温度为80-95K，零电阻温度70-85K的Y-Ba2-Cu3-O9-x的超导带材。
在空气气氛下加热至700-850℃，保温5-20分钟，然后热轧，轧制温度820-830℃，加工率为5-10%，轧完冷却后再加热至850℃，在空气下热处理10小时，随炉冷却，所得超导性能见下表(表1、2)。
表1.零电阻温度在70-85K的超导带材处理前后的Tc变化处理前超导带材转变温度处理后超导带材转变温度零电阻材料编号零电阻温度起始转变温度零电阻温度起始转变温度温度增加TcTcTcTcK175.59079.48942749077.9914376.19378.7912.6468.88874.390.45.55829186.3914.36779582.191.85774.6928391.78.7877958292.25表2.零电阻温度在70-85K的超导带材处理前后的Jc变化处理前超导带材处理后超导带材临界电流增加材料编号临界电流临界电流mAmAmA1125650525225037712731446204764144250106实施例三本实施例采用起始转变温度为80-85K，零电阻温度为50-70K的Y-Ba2-Cu3-O9-x的超导带材，其提高Tc的工艺过程同实施例二，处理后超导带材性能见表3。
表3.零电阻温度在50-70K的超导带材处理前后的Tc变化处理前超导带材转变温度处理后超导带材转变温度零电阻材料编号零电阻温度起始转变温度零电阻温度起始转变温度温度增加TcTcTcTcK156816680.9102598266.781.77.735980668274598068889实施例四将实施例二中的Y-Ba2-Cu3-O9-x超导带材按照实施例二、三的工艺过程处理后，其零电阻温度为82K，临界电流为88mA。将上述处理后的超导带材进行弯曲，弯曲成φ60毫米的圆环，在液氮温度下测试其零电阻温度和临界电流，性能不变。
权利要求
1.一种Y-Ba-Cu-O系超导带材的制造方法，包括烧结工序和将Y-Ba-Cu-O粉末与基体热轧结合在一起的工序，其特征是①将无超导性的Y-Ba-Cu-O粉末放在基体上，在空气气氛下加热至700-850℃，保温5-20分钟，在600-850℃下进行热轧，道次加工率为2-10%；②将热轧后的带材在空气气氛下烧结，烧结温度为900-1000℃，保温2-10小时，随炉冷却；③所说的基体是纵向开口的镍管、镍合金管、不锈钢管中的任一种。
2.根据权利要求1所说的Y-Ba-Cu-O系超导带材的制造方法，其特征是①将已具有超导性能的带材在空气气氛下加热到700-850℃，保温2-10分钟，在300-850℃下热轧;②将轧后的超导带材在空气气氛下进行热处理，热处理温度为800-900℃，保温0.5-8小时，随炉冷却。
全文摘要
本发明为Y-Ba-Cu-O系超导带材的制造方法，用于制造在液氮温区下工作的Y-Ba-Cu-O系超导带材。本方法采用先将Y-Ba-Cu-O预烧结粉末与基体(镍或镍合金或不锈钢管)通过热轧结合在一起再进行烧结的工艺，与先将预烧结粉末烧结再破碎、轧制的已有工艺比较，省去了破碎工序和相应设备；同时还可采用再加工的方法消除超导带材上的微细裂纹和孔隙，提高已具有超导性能的超导带材的零电阻温度和临界电流密度。
文档编号H01B12/06GK1033542SQ8710117
公开日1989年6月28日 申请日期1987年12月17日 优先权日1987年12月17日
发明者赵昌森 申请人:北京有色金属研究总院