本发明专利技术涉及一种具有高临界转变温度Y2O3：Eu3+发光体掺杂MgB2超导体，利用Y2O3：Eu3+发光体改变MgB2超导体转变温度。本发明专利技术采用水热法制备Y2O3：Eu3+纳米棒，固相掺杂法制备Y2O3：Eu3+发光体掺杂的MgB2超导体。水热法制备Y2O3：Eu3+纳米棒时，Y和Eu的摩尔比为0.95∶0.05；Y2O3：Eu3+发光体掺杂的MgB2超导体烧结体中含有的Mg和B的原子比为1.2∶2，Y2O3：Eu3+发光体所占质量分数为4％～8％。在无外界磁场的条件下，当Y2O3：Eu3+发光体所占MgB2超导体质量分数为8％时，掺杂MgB2超导体的Tc＝37.4K较纯MgB2的Tc＝37K为高。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种提高MgB2超导体转变温度的方法，利用了Y2O3：Eu3+发光体对MgB2超导体转变温度的影响。
技术介绍
在2001年，日本的Akimitsu等人发现了金属间化合物MgB2具有超导特性，通过196MPa的高压烧结得到其临界温度为39K。二元金属硼化物MgB2超导特性的发现，引起了该领域的研究者对超导材料的基础理论研究和应用的极大关注。MgB2具有相对较高的临界温度(其转变温度接近40K)，较大的超导相关长度，高的临界电流密度以及较宽的能隙等优点，因此其在超导器件方面具有巨大的应用潜力。MgB2结构简单，易于制作和加工，它具有远高于低温超导体的临界温度，又不存在高温超导体中难于克服的弱连接问题，因此，MgB2给超导技术的发展和应用带来了新的契机。此外，MgB2本身属于第二类超导体，具有双能隙，超导机制比较独特，对于超导理论的基础研究有很大的推动作用。因此，MgB2超导体无论对基础研究还是应用研究都具有十分重要的意义。Y2O3：Eu3+发光体具有良好的发光性能，在空气中具有较好的稳定性，不会像硫化物那样有危险性。MgB2属于BCS理论范畴的典型材料，是标准的第二类超导体，结构简单，造价便宜，易于合成。然而MgB2的超导临界转变温度不高限制了其应用，人们希望通过掺杂来提高其超导转变温度。但大量的研究结果表明，许多化学掺杂都使得MgB2超导体的Tc有所降低。因为MgB2材料的晶格掺杂非常不容易实现，多数原子无法掺杂进入MgB2的晶格中去。另一方面，化学掺杂会影响载流子浓度，晶格常数和结晶程度等物理性质。例如，Al和C的掺杂，它们分别替代了MgB2中的Mg和B原子，均显著降低了MgB2的Tc。本专利技术从发光对超导转变温度的影响入手，制备出了一种Y2O3：Eu3+发光体掺杂的MgB2超导体，通过不同比例的掺杂实验的对比，得出一种具有高临界转变温度的Y2O3：Eu3+发光体掺杂MgB2超导体。
技术实现思路
鉴于以上情况，本专利技术的目的在于制备出一种Y2O3：Eu3+发光体掺杂的MgB2超导体，该超导体具有高临界转变温度，并且制作容易。本专利技术采用水热法制备Y2O3：Eu3+纳米棒，固相掺杂法制备Y2O3：Eu3+发光体掺杂的MgB2超导体。如以下所述：(1)一种具有高临界转变温度的Y2O3：Eu3+发光体掺杂的MgB2超导体，其中Y2O3：Eu3+发光体纳米棒分布在MgB2超导体烧结体中；Y2O3：Eu3+发光体纳米棒分布在MgB2超导体晶粒边界处；(2)根据上述(1)的高临界转变温度的MgB2超导体，其中，水热法制备Y2O3：Eu3+纳米棒时，Y和Eu的摩尔比为0.95∶0.05；当在Y2O3：Eu3+发光体掺杂的MgB2超导体烧结体中含有的Mg和B的原子比为1.2∶2，其中Y2O3：Eu3+发光体所占质量分数为4％～8％；(3)根据上述(1)或(2)的高临界转变温度的MgB2超导体，当Y2O3：Eu3+发光体所占MgB2超导体质量分数为8％时，在无外界磁场的条件下，纯MgB2的Tc＝37K，Y2O3：Eu3+发光体掺杂的MgB2超导体的Tc＝37.4K。附图说明图1.a 水热法制备Y2O3纳米棒的流程图图1.b 水热法制备Y2O3：Eu3+纳米棒的流程图图2 Y2O3：Eu3+发光体的SEM图图3 Y2O3：Eu3+发光体掺杂的MgB2超导体的SEM图图4.a 实施例一Y2O3和Y2O3：Eu3+发光体掺杂的MgB2超导体XRD图图4.b 实施例一Y2O3和Y2O3：Eu3+发光体掺杂的MgB2超导体低温电阻图图5.a 实施例二Y2O3和Y2O3：Eu3+发光体掺杂的MgB2超导体XRD图图5.b 实施例二Y2O3和Y2O3：Eu3+发光体掺杂的MgB2超导体低温电阻图图6.a 实施例三Y2O3和Y2O3：Eu3+发光体掺杂的MgB2超导体XRD图图6.b 实施例三Y2O3和Y2O3：Eu3+发光体掺杂的MgB2超导体低温电阻图具体实施方式本专利技术采用水热法制备Y2O3：Eu3+纳米棒，固相掺杂法制备Y2O3：Eu3+发光体掺杂的MgB2超导体。具体制备过程如下：(1)称取0.306g的Y2O3和0.025g的Eu2O3，Y和Eu的摩尔比为0.95∶0.05，50℃下溶解于过量硝酸中，得到Y(NO3)3和Eu(NO3)3的混合溶液，将混合溶液加热到80℃，蒸干，除去过量硝酸，得到白色晶体，用去离子水溶解。加入1M的NaOH溶液到上述溶液中。得到PH＝13.5的沉淀液，移至反应釜，180℃下保温2h，之后自然冷却到室温。取出反应釜中的溶液，水洗，醇洗，各三次，得到沉淀液A，将A在90℃下干燥数小时获得Y2O3：Eu3+棒前驱体B。将B在800℃煅烧2小时获得Y2O3：Eu3+纳米棒。如果上述制备过程中不加入Eu2O3，最后可制备得到Y2O3纳米棒。制备流程图如图1所示。(2)在手套箱中，按摩尔比1.2∶2称取镁粉与硼粉，混合后充分研磨，再放入压片模具中进行压片。压片成型后放入管式真空炉中，流动Ar气氛下，升温速率5℃/min，分别在640℃和800℃保温1小时，从而得到MgB2样品。称取镁粉0.22g，硼粉0.18g，分别与相应质量分数的Y2O3、Y2O3：Eu3+混合研磨、压片按照上述烧结工艺制备得到相应的掺杂样品。本专利技术的实现过程和材料性能由实施例和附图说明：实施例一：(1)水热法制备Y2O3和Y2O3：Eu3+纳米棒：制备流程图如图1所示。(2)固相掺杂法制备纯MgB2、Y2O3和Y2O3：Eu3+发光体掺杂的MgB2超导体(质量分数为4％)。(3)采用荷兰帕纳科公司X’Pert MPD PRO型X射线衍射仪对样品进行物相分析；利用美国Advanced Research Systems公司的液氦低温系统，采用四探针法测量了样品电阻随温度变化的曲线：如图4所示。从图4.a中可以看到，Y2O3和Y2O3：Eu3+发光体掺杂的MgB2超导体样品的主相是MgB2，另外还有一些保留下来的Y2O3相，杂质相MgO的来源可能是①手套箱研磨过程中的高纯氩中的微量氧气②压片过程或者样品从手套箱到真空管式炉转移的过程中接触到了少量氧气③真空管式炉的真空度不是很高④Ar气中含有微量的氧。从图4.b中可以看到，掺杂均造成了样品的Tc降低，并且Y2O3：Eu3+纳米棒掺杂样品的Tc要比Y2O3纳米棒掺杂样品的Tc低。实施例二：(1)水热法制备Y2O3和Y2O3：Eu3+纳米棒：制备流程图如图1所示。(本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种具有高临界转变温度的Y2O3:Eu3+发光体掺杂MgB2超导体，其主要特征在于水热法制备Y2O3:Eu3+纳米棒，固相掺杂法制备Y2O3:Eu3+发光体掺杂MgB2超导体。
【技术特征摘要】
1.一种具有高临界转变温度的Y2O3:Eu3+发光体掺杂MgB2超导体，其主要特征在于水热法
制备Y2O3:Eu3+纳米棒，固相掺杂法制备Y2O3:Eu3+发光体掺杂MgB2超导体。
2.如权利要求1中所述的高临界转变温度的MgB2超导体，其特征在于Y2O3:Eu3+发光体纳
米棒分布在MgB2超导体晶粒边界处。
3.如权利要求1中所述的高临界转变温度的MgB2超导体，其特征在于水热法制备Y2O3:Eu3+纳米棒时，Y和Eu的摩尔比为0.95∶0.05；Y2O3:Eu3+发光体掺杂的MgB2超导体烧结体中
含有的Mg和B原子比为1.2∶2，Y2O3:Eu3+发光体所占质量分数为4％～8％。
4.如权利要求1中所述的高临界转变温度的MgB2超导体，其特征在于制备工艺包括以下步
骤：
(1)称取0.306g的Y2O3和0.025g的Eu2O3，50℃下溶解于过量硝酸中，将混合溶液加热
...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵晓鹏，张志伟，陶硕，陈国维，
申请(专利权)人：西北工业大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61
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