本发明专利技术提供了一种利用高能电子辐照提高熔融织构ＧｄＢａＣｕＯ高温超导体性能的方法，该方法能大幅提高高温超导材料的临界电流密度。具体包括使用磁场回旋电子加速装置对熔融织构单畴ＧｄＢａＣｕＯ高温超导材料进行高能电子辐照，辐照所用电子的能量为２．２Ｍｅｖ与２２Ｍｅｖ，电子的电流密度均为２００ｍｋＡ，辐照剂量为１×１０１７～５×１０１８ｅ／ｃｍ２。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种提高GdBaCuO高温超导体性能的方法，具体而言涉及利用高能电 子辐照提高熔融织构GdBaCuO高温超导体性能的方法。 背景材料 自从1986年发现高温超导电性以来，在世界范围内掀起了高温超导研究热潮。到 目前为止，对高温超导的材料领域和强电弱电应用领域都进行了广泛细致的研究。对于高 温超导块材来说，有两个基本的特性即超导磁悬浮力和俘获磁场。块材的磁浮特性可以用 于制作超导无接触输运系统，磁浮轴承，飞轮储能系统等；基于高俘获磁通的特性，可以制 作高温超导磁体，超导电机等。因此，制备高性能的超导材料是关键。利用熔融织构生长技 术可以制备大尺寸高性能的超导块材，但是要想获得能实用的超导材料，必须进一步提高 高温超导块材的临界电流密度和单畴尺寸以及块材的机械强度。为此，采用元素掺杂、细化 RE211 (或RE422)相与辐照等手段来提高样品的临界电流密度。 目前，有许多研究者报道用快中子与慢中子对YBCO(钇钡铜氧)超导块材进行辐 照能大幅度提高材料的临界电流密度。我们也曾用热中子对YBCO超导块材进行了辐照，并 申请了国家专利技术专利[ZL 97100759. 4]，已得到授权。由于用中子辐照，必须利用原子反应 堆，实验周期长，辐照后产生的放射性较强，给实际应用带来不便。因此，需要改进现有辐照 方法以提高高温超导材料的临界电流密度。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种高能电子辐照方法，以提高熔融织构GdBaCuO高温超导 体的性能。 为实现上述目的，本专利技术提供一种利用高能电子辐照提高熔融织构GdBaCuO高温 超导体性能的方法，其中，使用磁场回旋电子加速装置对熔融织构单畴GdBaCuO材料进行 高能电子辐照，辐照所用电子的能量为2. 2Mev或22Mev，电子的电流密度均为200mkA，辐照 剂量为1 X 1017 5 X 1018e/cm2。 本专利技术的有益效果在于，采用高能电子辐照装置代替中子辐照，高温超导材料的临 界电流密度得到大幅提高(提高30 70% )，该方法操作比较简便宜行且放射性污染较小。附图说明 图1为77K温度下GdBaCuO样品经高能电子辐照前后的临界电流密度随外磁场的 变化关系曲线，高能电子的能量为2. 2MeV，剂量为5X1017e/cm2。 图2为77K温度下GdBaCuO样品经高能电子辐照前后的临界电流密度随外磁场的 变化关系曲线，高能电子的能量为2. 2MeV，剂量为lX1017e/cm2。具体实施方式 实施例13( — )制备GdBaCuO超导块材 本专利技术的GdBaCuO超导块材样品是利用熔融织构生长工艺制备的。即把6(1203， BaC03与CuO分别以化学计量比Gd : Ba : Cu = 1 : 2 : 3与2 : 1 : l称量，然后以固 相法合成相应的GdBa2Cu20y(Gdl23)与Gd2BaCu05(Gd211)粉体。把Gdl23与Gd211粉体以 适当的比例混合，并经高速振摆球磨混合均匀后，用单轴模压成型，再采用顶部籽晶结合熔 融织构生长工艺(TSMTG)制备单畴GdBaCuO超导块材。 球磨混合过程中，球磨的时间约为2h，球料的重量比l : l，料球的材质为锆球，料 球的大小为①6mm与①3mm，数目比为1 : 6 ;把混合均匀的粉体装入模具，用约200_270MPa 单轴模压成型，成形后柱体的体积为①20mmX12mm;然后在其顶部中心放置尺寸约为 2 X 2 X 0. 5mm 3的NdBaCuO籽晶，使NdBaCuO籽晶的c轴与样品轴平行；接着把带有籽晶 的样品置入高温加热炉中，升温至1060-1 IO(TC，保温10-30分钟，再用8-10分钟降温到 1060-104(TC，然后又以0. 5-1. 5°C /h的降温速率使温度下降到1030-1010°C ，接着炉冷到 室温；在350°C _4001:用lOMPa的高氧压气氛炉对熔融织构单畴超导块后处理约50h。 把GdBaCuO超导块材样品延解理面切割成尺寸约为3. 5X2. 0X0. 8mm3的小样品， 用于进行高能电子辐照实验。 (二)高能电子辐照实验 高能电子辐照装置是采用磁场回旋加速的原理把电子加速，使电子具有足够高的 能量，然后从加速器里把电子引出到要辐照的样品上。 将Gd211粉体按40mol^的比例加入到Gdl23粉体中，并混入0. 2wt% Pt，依照上 述方法经高速振摆球磨混合均匀后，用单轴模压成型，再采用顶部籽晶辅助熔融织构生长 工艺(TSMTG)生成单畴GdBaCuO超导块。 从以上单畴GdBaCuO超导块上取样，样品尺寸约为3. 5X2. 0X0. 8mm3，然后使用 高能电子辐照装置(俄罗斯科学院巴依柯夫冶金材料研究院制造)进行高能电子辐照实 验。其中，辐照所用电子的能量为2. 2MeV，电子的电流密度为200mkA，辐照剂量为5X 1017e/ cm2。在77K温度下测量辐照前后同一样品的临界电流密度(Jc)，结果如图l所示。其中，在 0. 015T和IT的外加磁场下，经过电子辐照的样品的临界电流密度约分别达到4. 21 X 104A/ cm，P 2. 77X 104A/cm2，而辐照前临界电流密度约分别为2. 49X 104A/cm^P 1. 75X 104A/cm2。 由此可见，经电子辐照后在自场和1T磁场下临界电流密度分别提高了 68%和58%。 实施例2 采用与实施例1相同的方法制备GdBaCuO超导块材，将Gd211粉体按40mol^的比 例加入到Gdl23粉体中，并混入0. 2wt % Pt，经高速振摆球磨混合均匀后，用单轴模压成型， 再采用顶部籽晶辅助熔融织构生长工艺(TSMTG)生成单畴GdBaCuO超导块。 从以上单畴GdBaCuO超导块上取样，样品尺寸约为3. 5X2.0X0.8mm 然后使用与 实施例l相同的仪器进行高能电子辐照实验。其中，辐照所用电子的能量为2. 2MeV，电子的 电流密度为200mkA，辐照剂量为lX1017e/cm2。在77K温度下测量辐照前后同一样品的临 界电流密度(J。)，结果如图2所示。由图可见，经电子辐照后临界电流密度在自场和1T磁 场下分别提高了 46%和31%。本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种利用高能电子辐照提高熔融织构ＧｄＢａＣｕＯ高温超导体性能的方法，其特征在于，使用磁场回旋电子加速装置对熔融织构单畴ＧｄＢａＣｕＯ高温超导材料进行高能电子辐照，辐照所用电子的能量为２．２Ｍｅｖ或２２Ｍｅｖ，电子的电流密度均为２００ｍｋＡ，辐照剂量为１×１０↑［１７］～５×１０↑［１８］ｅ／ｃｍ↑［２］。
【技术特征摘要】
一种利用高能电子辐照提高熔融织构GdBaCuO高温超导体性能的方法，其特征在于，使用磁场回旋电子加速装置对熔融织构单畴GdBaCuO高温超导材料...
【专利技术属性】
技术研发人员：焦玉磊，肖玲，郑明辉，
申请(专利权)人：北京有色金属研究总院，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]
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