一种高温超导材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开一种高温超导材料及其制备方法，该材料的化学通式为：Tiz‑(Cu0.5Ti0.5)Ba2(Ca2‑xTix)CuO10‑y，其中x＝0.25～1.0，y＝1.0～9.0，z＝2～8；本发明专利技术高温超导材料具有超导临界温度高，临界磁场大，超导临界电流高。本发明专利技术制备方法简答，使用的原料价格便宜，并且通过石英砂浆作为媒介物，充分混合均匀后，经两次高温烘烤，提高样品的分散性，获得粒度均匀的粉末，再通过压片机压成片材，制成该高温超导材料；所述添加剂加入石英砂浆料中，降低石英砂浆的粘度，使高温超导材料混合的更均匀，同时石英砂浆能够使Ba(NO3)2、Ca(NO3)2、TiO2、Cu(CN)接触的更全面；石英砂浆随后在管式炉内，在氧气氛围下，经800～900℃烘烤，石英砂浆作为助燃剂，燃烧加速Ba(NO3)2、Ca(NO3)2、TiO2、Cu(CN)反应。

【技术实现步骤摘要】
一种高温超导材料及其制备方法
本专利技术属于超导领域，具体的，涉及一种高温超导材料及其制备方法。
技术介绍
超导材料，是指具有在一定的低温条件下呈现出电阻等于零以及排斥磁力线的性质的材料。现已发现有28种元素和几千种合金和化合物可以成为超导体。超导材料的技术原理表现为：1)零电阻：超导材料处于超导态时电阻为零，能够无损耗地传输电能。如果用磁场在超导环中引发感应电流，这一电流可以毫不衰减地维持下去。这种“持续电流”已多次在实验中观察到。2)抗磁性：超导材料处于超导态时，只要外加磁场不超过一定值，磁力线不能透入，超导材料内的磁场恒为零。3)临界温度：外磁场为零时超导材料由正常态转变为超导态(或相反)的温度，以Tc表示。Tc值因材料不同而异。已测得超导材料的最低Tc是钨，为0.012K。到1987年，临界温度最高值已提高到100K左右。4)临界磁场：使超导材料的超导态破坏而转变到正常态所需的磁场强度，以Hc表示。Hc与温度T的关系为Hc＝H0[1-(T/Tc)2]，式中H0为0K时的临界磁场。5)临界电流和临界电流密度：超导体的临界温度Tc与其同位素质量M有关。M越大，Tc越低，这称为同位素效应。例如，原子量为199.55的汞同位素，它的Tc是4.18K，而原子量为203.4的汞同位素，Tc为4.146K。通过超导材料的电流达到一定数值时也会使超导态破坏而转变为正常态，以Ic表示。Ic一般随温度和外磁场的增加而减少。单位截面积所承载的Ic称为临界电流密度，以Jc表示。超导材料的这些参量限定了应用材料的条件，因而寻找高参量的新型超导材料成了人们研究的重要课题。以Tc为例，从1911年荷兰物理学家H.开默林－昂内斯发现超导电性(Hg，Tc＝4.2K)起，直到1986年以前，人们发现的最高的Tc才达到23.2K(Nb3Ge，1973)。1986年瑞士物理学家K.A.米勒和联邦德国物理学家J.G.贝德诺尔茨发现了氧化物陶瓷材料的超导电性，从而将Tc提高到35K。之后仅一年时间，新材料的Tc已提高到100K左右。这种突破为超导材料的应用开辟了广阔的前景，米勒和贝德诺尔茨也因此荣获1987年诺贝尔物理学奖金。现有的超导材料以合金材料和化合物为主，超导材料具有的优异特性使它从被发现之日起，就向人类展示了诱人的应用前景。现今超导材料的应用主要有：①利用材料的超导电性可制作磁体，应用于电机、高能粒子加速器、磁悬浮运输、受控热核反应、储能等；可制作电力电缆，用于大容量输电，功率可达10000MVA；可制作通信电缆和天线，其性能优于常规材料。②利用材料的完全抗磁性可制作无摩擦陀螺仪和轴承。③利用约瑟夫森效应可制作一系列精密测量仪表以及辐射探测器、微波发生器、逻辑元件等。利用约瑟夫森结做计算机的逻辑和存储元件，其运算速度比高性能集成电路的快10～20倍，功耗只有四分之一。现有超导材料存在以下不足：1、传统的合金超导材料，虽然具有较高的超导临界电流和机械力学性能，但它们的超导临界温度太低，上临界磁场不够大，极大地限制了其应用范围；如Nb3Sn的Tc温度一般低于23K，Nb3Sn的上临界磁场一般小于20T；2、铜氧化物高温超导材料，虽然超导临界温度很高，上临界磁场也很大，但是由于磁通钉扎力较弱，在磁场下的超导临界电流很低，其实际应用同样受到较大的限制；如YBa2Cu3O7的温度Tc在30K时，YBa2Cu3O7的上临界磁场为30T左右，但磁通钉扎力较弱，在磁场下的超导临界电流偏低；3、ZrCuSiAs型结构的新超导材料的临界温度较低；如LaO1-yFyFeAs的超导临界温度Tc为28K左右。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种锂离子电池负极浆料及其制备方法。本专利技术需要解决的技术问题为：1、传统的合金超导材料，虽然具有较高的超导临界电流和机械力学性能，但它们的超导临界温度太低，上临界磁场不够大，极大地限制了其应用范围；如Nb3Sn的Tc温度一般低于23K，Nb3Sn的上临界磁场一般小于20T；2、铜氧化物高温超导材料，虽然超导临界温度很高，上临界磁场也很大，但是由于磁通钉扎力较弱，在磁场下的超导临界电流很低，其实际应用同样受到较大的限制；如YBa2Cu3O7的温度Tc在30K时，YBa2Cu3O7的上临界磁场为30T左右，但磁通钉扎力较弱，在磁场下的超导临界电流偏低；3、ZrCuSiAs型结构的新超导材料的临界温度较低；如LaO1-yFyFeAs的超导临界温度Tc为28K左右。本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：一种高温超导材料，该材料的化学通式为：Tiz-(Cu0.5Ti0.5)Ba2(Ca2-xTix)CuO10-y，其中x＝0.25～1.0，y＝1.0～9.0，z＝2～8；一种高温超导材料的制备方法，包括以下步骤：步骤一、将Ba(NO3)2、Ca(NO3)2、TiO2、Cu(CN)按化学计量比加入石英砂浆中搅拌40～60min；使各上述组分原料充分混合均匀，得到混合物浆料；步骤二、将上述混合物浆料装入石英舟里，放入管式炉内，通氧气，在氧气氛围下，经20～24h、800～900℃加热烘烤；随后取出，研磨成颗粒后再次装入石英舟里，经20～24h、800～900℃加热烘烤，得到前驱体块材；步骤三、将前驱体块材取出后，加入Ti2O3混合研磨50～60min，研磨成粉末，粉末的粒度在10nm～10μm之间；随后用压片机，压力值设置为4～5t/cm2，将研磨颗粒压成块材，再将其压片放入石英舟里，放入管式炉内，经10～15min、800～900℃，制得Tiz-(Cu0.5Ti0.5)Ba2(Ca2-xTix)CuO10-y，得到该高温超导材料；所述石英砂浆为低粘度石英砂浆，所述石英砂浆的粘度为180～200cps；所述石英砂浆的粒度为1.0～3.5μm，平均粒径为9～11μm，石英砂浆的密度为1.5～2.0g/ml；该石英砂浆包括石英砂浆料、添加剂，石英砂浆料与添加剂的质量比为100:0.5～1；所述添加剂由氯化钠、氯化钾、氯化铵、丙三醇、乙二醇、甲醇中的一种或几种组合；所述石英砂是将添加剂按配比加入石英砂浆料中，并充分搅拌180～240h；搅拌过程中，收到环境影响，通过测试粘度来控制搅拌时间，以达到上述石英砂浆的粘度参数。本专利技术高温超导材料具有超导临界温度高，临界磁场大，超导临界电流高。本专利技术制备方法简答，使用的原料价格便宜，并且通过石英砂浆作为媒介物，充分混合均匀后，经两次高温烘烤，提高样品的分散性，获得粒度均匀的粉末，再通过压片机压成片材，制成该高温超导材料；所述添加剂加入石英砂浆料中，降低石英砂浆的粘度，使高温超导材料混合的更均匀，同时石英砂浆能够使Ba(NO3)2、Ca(NO3)2、TiO2、Cu(CN)接触的更全面；石英砂浆随后在管式炉内，在氧气氛围下，经800～900℃烘烤，石英砂浆作为助燃剂，燃烧加速Ba(NO3)2、Ca(NO3)2、TiO2、Cu(CN)反应。附图说明下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步详细描述。图1是本专利技术高温超导材料的X射线衍射图谱；图2是本专利技术高温超导材料的直流电阻率与温度曲线图；图3是本专利技术高温超导材料的磁化率与温度曲线图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高温超导材料，其特征在于，一种高温超导材料，该材料的化学通式为：Tiz‑(Cu0.5Ti0.5)Ba2(Ca2‑xTix)CuO10‑y，其中x＝0.25～1.0，y＝1.0～9.0，z＝2～8。

【技术特征摘要】
1.一种高温超导材料，其特征在于，一种高温超导材料，该材料的化学通式为：Tiz-(Cu0.5Ti0.5)Ba2(Ca2-xTix)CuO10-y，其中x＝0.25～1.0，y＝1.0～9.0，z＝2～8。2.一种高温超导材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、将Ba(NO3)2、Ca(NO3)2、TiO2、Cu(CN)按化学计量比加入石英砂浆中搅拌40～60min；使各上述组分原料充分混合均匀，得到混合物浆料；步骤二、将上述混合物浆料装入石英舟里，放入管式炉内，通氧气，在氧气氛围下，经20～24h、800～900℃加热烘烤；随后取出，研磨成颗粒后再次装入石英舟里，经20～24h、800～900℃加热烘烤，得到前驱体块材；步骤三、将前驱体块材取出后，加入Ti2O3混合研磨50～60min，研磨成粉末，粉末的粒度在10nm～10μm之间；随后用压片机，压力值设置为4～5t/cm2，将研磨颗粒压成块材，再将其压片放入石英舟里，放入管式炉内，经10～15...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐正刚，梁文静，
申请(专利权)人：广州顺维电子科技有限公司，梁文静，
类型：发明
国别省市：广东,44