一种提高Ａ１－ｘＫｘＦｅ２Ａｓ２（Ａ＝Ｂａ或Ｓｒ）超导体上临界场和临界电流密度的方法，其特征是，在Ａ１－ｘＫｘＦｅ２Ａｓ２（Ａ＝Ｂａ或Ｓｒ）块材或线带材的先驱粉中添加银粉或铅粉，混合均匀后，将先驱粉压制成块，或填入金属管拉拔轧制成线带材。再将块材或线带材在保护气氛下，经５００－１１００℃焙烧０．５－１００小时，可以得到Ａ１－ｘＫｘＦｅ２Ａｓ２（Ａ＝Ｂａ或Ｓｒ）块材或线带材。本发明专利技术有效提高了铁基超导体的上临界场和临界电流密度。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种铁基超导体上临界场和临界电流密度的方法。
技术介绍
2008年1月初，细野秀雄小组发现在铁基氧磷族元素化合物LaOFeAs中，将部 分氧以掺杂的方式用氟取代，可使La01-xFxFeAs的临界温度达到26K，这一突破性进展 开启了科学界新一轮的高温超导研究热潮[Kamihara Y. et al. ， Iron-based layered s卯erconductorLaO卜xFxFeAs(x = 0. 05-0. 12) with Te = 26K. J. Am. Chem. Sco. 130， 3296-3297(2008)].在新超导体发现的浪潮中，我国科学家占据了重要位置，发现了一系列 具有代表性和高临界转变温度的铁基超导体。目前，根据母体化合物的组成比和晶体结构， 新型铁基超导材料大致可以分为以下四大体系(l) llll体系，成员包括LnOFePn(Ln = La，Ce，Pr，Nd，Sm，Gd，Tb，Dy，Ho，Y ;Pn = P，As)以及DvFeAsF(Dv = Ca， Sr)等；(2) 122 体系，成员包括AFe2As2(A = Ba， Sr， K， Cs， Ca， Eu)等;(3) 111体系，成员包括AfeAs (A =Li，Na)等；(4) ll体系，成员包括FeSe(Te)等. 铁基超导体是一种新发现的高温超导体，其最高超导转变温度目前已达到到55K， 并有可能继续提高。与传统超导材料向比，铁基超导体有转变温度高、上临界场大、临界电 流的强磁场依赖性小等优点，是一种在20-70K范围内具有极大应用前景的新型超导材料。 与氧化物高温超导材料相比，铁基超导体的晶体结构更为简单、相干长度大、各向异性小、 制备工艺简单，因此铁基超导材料的制备受到国际上的广泛关注。科学家们在关注其超导 机理的同时，也十分重视其潜在的应用前景。目前，将铁基超导体制备成块材和线带材的工 作也已经展开，对如何提高铁基超导体的临界电流密度和不可逆场的研究也在逐渐深入。 这对于发展新型铁基超导体具有重要的意义。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有技术的缺点，通过在A卜xKxFe2As2 (A = Ba或Sr ， 0《x《0. 5)先驱粉中添加适量的银粉或铅粉的方法，有效提高铁基超导体的不可逆场以 及临界电流密度。 本专利技术的特征在于，将纯度^ 99. 9%的Sr(或Ba) 、 K、 Fe、 As，或所述元素的化合 物，如SrAs(BaAs)、FeAs、KAs等，按摩尔比A : K : Fe : As = l-x : x : 2 : 2 (A = Ba或 Sr，O《x《0. 5)称量，放入球磨罐或研钵，在氩保护气氛下，将各种原料磨碎并混合均匀。 可将上一步骤混合均匀，未经烧结的混合物(生粉)直接作为先驱粉，也可将500-100(TC烧 结后的熟粉作为先驱粉。 再将适量的Ag粉或Pb粉(质量比，Ag或Pb : A卜xKxFe2As2 = y : l，0《y《0. 5， A = Ba或Sr， 0《x《0. 5)添加到所述的先驱粉中，再次混合均匀。然后将掺有Ag或Pb 的先驱粉压制成块，或填入金属管、复合金属管或合金管中，按照一定的道次加工率进行旋 锻、拉拔、轧制、加工得到线材或带材。如果以生粉作为先驱粉，压制成块或填入金属管的过3程须在氩保护气氛下进行。 将加工成型的块材或线带材置于氩保护气氛或真空环境中，经500-110(TC烧结0. 5-100小时，最后得到AhxKxFe2As2(A = Ba或Sr)超导块材或线带材。 本专利技术所采用的球磨混合、化学添加、粉末装管、线带材的拉拔轧制、一步或多步固态反应法均为公知工艺。 本专利技术的优点是银和铅的添加不改变超导体的临界转变温度，有效提高超导体 的不可逆场和临界电流密度，在30K下，可以将不可逆场从3T提高13T以上，在5K，0T下， 可以将临界电流从10000A/cm2提高到20000A/cm2以上。附图说明 图1是本专利技术实施例1添加5%和20%的银后SrO. 6K。.4Fe2As2临界转变温度对比 图。具体实施方式 实例1 在氩气氛手套箱中，将Ba屑，K块，Fe粉，As粉末按照化学式Ba。. 5K。. 5Fe2As2所示的 摩尔比，称量Ba 1.963克、K 0. 559克，Fe 3. 193克，As 4. 284克，充分均匀混合，制得先驱 粉。再在先驱粉中添加质量比为Ag : Ba。.5K。.5Fe2As2 = 0.01 : l的银粉，经再次研磨混合 均匀后，将添加了银的先驱粉装入磨具压制成块，装入石英管，将石英管抽真空后密封。将 密封好的石英管置于退火炉中，在50(TC保温0. 5小时，再升温至IIO(TC保温0. 5小时。炉 冷至室温后，通过综合物性测量系统(PPMS-9，美国Qunatum Design公司制造)对样品的磁 性和电阻进行测量，可以得到磁化临界电流密度大于15000A/cm2(4. 2K， OT)，不可逆场大于 10T (30K)的Ba。. 5K。. 5Fe2As2超导块材。 实例2 在氩气氛手套箱中，将固态反应法烧结好的Ba。.6K。.4Fe2As2称量10克，研磨均匀， 再添加质量比为Ag : Ba。.6K。.4Fe2AS2 = 0.05 : 1的银粉，经再次研磨混合均匀，将混合均匀 后的粉末装入10cm长的铁管中，管内径5mm，外径7mm，使粉末在管中达到充实、紧密，然后 封闭铁管两端。将密封好的铁管置于退火炉中，抽真空后充入高纯氩气，升温至100(TC保温 5小时。炉冷至室温后，通过综合物性测量系统(PPMS-9，美国Qunatum Design公司制造) 对样品的磁性和电阻进行测量，可以得到磁化临界电流密度大于15000A/cm2(4. 2K，0T)，不 可逆场大于10T(30K)的Ba。.6K。.4Fe2As2超导块材。 实例3 在氩气氛手套箱中，将Ba屑，K块，FeAs粉末按照化学式Ba。.7K。.3Fe2As2所示的摩 尔比，称量Ba 2. 602克、K 0. 318克，FeAs 7. 080克，充分均匀混合，制得先驱粉。再在先 驱粉中添加质量比为Ag : Ba。.7K。.3Fe2As2 = 0. 1 : 1的银粉，经再次研磨混合均匀后，将 混合均匀后的粉末装入8cm长的铌管中，管内径8mm，外径10mm，使粉末在管中达到充实、 紧密，然后封闭铌管两端。将密封好的铌管置于退火炉中，抽真空后，在50(TC保温10小 时，再升温至90(TC保温20小时。炉冷至室温后，通过综合物性测量系统(PPMS-9，美国 Qunatum Design公司制造)对样品的磁性和电阻进行测量，可以得到磁化临界电流密度大于15000A/cm2(4. 2K， 0T)，不可逆场大于10T(30K)的Ba。. 7K。. 3Fe2As2超导块材。 实例4 在氩气氛手套箱中，将固态反应法烧结好的8&。.81(。.2 6^82称量IO克，研磨均匀， 再添加质量比为Ag : Ba。.8K。.2Fe2As2 = 0.2 : 1的银粉，经再次研磨混合均匀，将混合均匀 后的粉末装入8cm长的钽管中，管内径8mm，外径10mm，使粉末在本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种提高铁基超导体上临界场和临界电流密度的方法，其特征是：首先将Ｓｒ或Ｂａ、Ｋ、Ｆｅ、Ａｓ，ＳｒＡｓ或ＢａＡｓ、ＦｅＡｓ、ＫＡｓ，按摩尔比Ａ∶Ｋ∶Ｆｅ∶Ａｓ＝１－ｘ∶ｘ∶２∶２（Ａ＝Ｂａ或Ｓｒ，０≤ｘ≤０．５）称量，放入球磨罐或研钵，在氩保护气氛下，将所述原料磨碎并混合均匀，制成先驱粉，或将混合均匀的原料物经５００－１０００℃烧结后的熟粉作为先驱粉； 再将适量的Ａｇ粉或Ｐｂ粉（质量比，Ａｇ或Ｐｂ∶Ａ↓［１－ｘ］Ｋ↓［ｘ］Ｆｅ↓［２］Ａｓ↓［２］＝ｙ∶１，０≤ｙ≤０．５，Ａ＝Ｂａ或Ｓｒ，０≤ｘ≤０．５）添加到所述的先驱粉中，再次混合均匀；然后将掺有Ａｇ或Ｐｂ的先驱粉压制成块，或填入金属管、复合金属管或合金管中，按照一定的道次加工率进行旋锻、拉拔、轧制、加工得到线材或带材； 最后，将加工成型的块材或线材或带材置于真空或氩保护气氛中，在５００－１１００℃的温度下烧结０．５－１００小时，得到Ａ↓［１－ｘ］Ｋ↓［ｘ］Ｆｅ↓［２］Ａｓ↓［２］（Ａ＝Ｂａ或Ｓｒ，０≤ｘ≤０．５）的块材或线材或带材。
【技术特征摘要】
一种提高铁基超导体上临界场和临界电流密度的方法，其特征是首先将Sr或Ba、K、Fe、As，SrAs或BaAs、FeAs、KAs，按摩尔比A∶K∶Fe∶As＝1-x∶x∶2∶2(A＝Ba或Sr，0≤x≤0.5)称量，放入球磨罐或研钵，在氩保护气氛下，将所述原料磨碎并混合均匀，制成先驱粉，或将混合均匀的原料物经500-1000℃烧结后的熟粉作为先驱粉；再将适量的Ag粉或Pb粉(质量比，Ag或Pb∶A1-xKxFe2As2＝y∶1，0≤y≤0.5，A＝Ba或Sr，0≤x≤0.5)添加到所述的先驱粉中，再次混合均匀；然后将掺有Ag或Pb的先驱粉压制成块，或填入金属管、复合金属管或合金管中，按照一定...
【专利技术属性】
技术研发人员：王雷，马衍伟，齐彦鹏，王栋樑，张志宇，高召顺，张现平，
申请(专利权)人：中国科学院电工研究所，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]
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