【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于超导材料制备，具体涉及一种大尺寸(cu,c)-1234超导材料的制备方法及超导材料。
技术介绍
1、1986年，随着cu基超导体的发现，超导材料的应用开始进入了液氮温区。现如今，四种铜基超导体y系(y-123等)，bi系(bi-2223等)，tl系(tl-2223等)和hg系(hg-1234等)已经被证实其超导转变温度tc高于77 k，具有实用化的前景。其中，y系由于较小的相干长度和极低的晶界适配角，不适用于pit技术路线制备实用化线带材，难以制备千米级的线带材，同时成本高昂。bi系则由于材料自身强二维性的限制，导致液氮(77 k)下的不可逆场(hirr)极低，无法实现液氮下的应用。而tl系和hg系的应用则受限于原料中tl和hg这种剧毒金属。1994年，kawashima t等人发现，采用(cu,c)替代hg-1234中的hg，获得了tc高达118 k的超导体。经研究发现，(cu,c)-1234在液氮温区以上依然具有非常高的上临界场(86 k下15 t，98 k下5 t)。77 k，0 t下，(cu,c)-1234的临界电流密度可以达到6.5 × 105 a/cm2。因此，(cu,c)-1234作为原料丰富，无毒无害的液氮温区超导体，有巨大的实用化潜力。
2、目前，(cu,c)-1234超导材料的制备采用六面顶压机，在约4 gpa的压力和1100 ℃的高温下烧结而成。然而，这种高温高压的制备方法难以制备大尺寸的多晶材料极大限制了(cu,c)-1234的应用场景。因此，需要提供一种能够制备大尺寸的(cu,
技术实现思路
1、为解决上述问题，本专利技术提出了一种大尺寸 (cu,c)-1234超导材料的制备方法。该方法以小尺寸(cu,c)-1234为原料，加入金属掺杂剂，可以实现低温烧结制备大尺寸(cu,c)-1234超导材料。
2、(cu,c)-1234的化学式为(cu,c)ba2ca3cu4o11+δ。
3、本专利技术的另一目的是提供一种利用上述方法制备的大尺寸(cu,c)-1234超导材料。
4、本专利技术采用下述技术方案：
5、一种大尺寸(cu,c)-1234超导材料的制备方法，包括如下步骤：
6、步骤1：将小尺寸(cu,c)-1234超导材料粉碎成粉末；
7、步骤2：将小尺寸(cu,c)-1234超导粉末压制成型；
8、步骤3：对压制成型得到的块材进行热压烧结即可得到大尺寸(cu,c)-1234超导材料；其中热压烧结的压力不小于300 mpa，烧结的温度为100-350 ℃。
9、其中，所述(cu,c)-1234超导材料是六面顶压机制备出的小尺寸(cu,c)-1234超导材料。
10、其中，所述(cu,c)-1234超导材料粉末的粒径为2-20 μm。
11、其中，所述热压烧结的升温速率为3-10 ℃/min。
12、其中，热压烧结是在热压炉中进行的，热压烧结过程中保持压头位置不变。
13、其中，所述热压烧结的保温时间为1-24 h，保压时间为1-24 h。
14、其中，在步骤2之前还包括在所述小尺寸(cu,c)-1234超导粉末中加入金属掺杂剂的步骤；
15、所述金属掺杂剂为sn粉或pb粉中的一种或两者的混合物。
16、其中，所述金属掺杂剂的加入量为所述(cu,c)-1234超导材料粉末的0-11%。
17、一种大尺寸(cu,c)-1234超导材料，其采用上述的大尺寸(cu,c)-1234超导材料的制备方法制备而成，所述大尺寸(cu,c)-1234超导材料的尺寸直径大于8 mm，密度超过4.0g/cm3，致密度大于80%，维氏硬度超过300。
18、一种大尺寸(cu,c)-1234超导材料，其采用上述的大尺寸(cu,c)-1234超导材料的制备方法制备而成，所述大尺寸(cu,c)-1234超导材料的尺寸直径大于8 mm，密度超过4.0g/cm3；所述大尺寸(cu,c)-1234超导材料含有sn和pb中的至少一种元素，其中sn和/或pb分布在晶粒孔隙处。
19、本专利技术的有益效果如下：
20、（1）本专利技术以直径小于5 mm的小尺寸(cu,c)-1234为原料，利用低温热压烧结的工艺制备了直径超过8 mm的大尺寸的具有超导传输性能的(cu,c)-1234超导材料。
21、（2）本专利技术在小尺寸(cu,c)-1234粉末中掺杂低熔点金属粉末，将低熔点金属粉末作为(cu,c)-1234晶粒间的粘合剂，从而提高了低温烧结的(cu,c)-1234超导材料的致密化。
22、（3）本专利技术可以制备多种形状的(cu,c)-1234超导材料，适用于多种应用场景。
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1.一种大尺寸(Cu,C)-1234超导材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述(Cu,C)-1234超导材料是六面顶压机制备出的小尺寸(Cu,C)-1234超导材料。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述(Cu,C)-1234超导材料粉末的粒径为2-20 μm。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述热压烧结的升温速率为3-10℃/min。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，热压烧结是在热压炉中进行的，热压烧结过程中保持压头位置不变。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述热压烧结的保温时间为1-24 h，保压时间为1-24 h。
7.根据权利要求1至6任意一项所述的制备方法，其特征在于，在步骤2之前还包括在所述小尺寸(Cu,C)-1234超导粉末中加入金属掺杂剂的步骤；
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述金属掺杂剂的加入量为所述(Cu,C)-1234超导材料粉末的0-11%。
9.一种大尺寸(Cu,C)-1234超导材料，其特征在于，采用权利要求1至6任意一项所述的大尺寸(Cu,C)-1234超导材料的制备方法制备而成，所述大尺寸(Cu,C)-1234超导材料的尺寸直径大于8 mm，密度超过4.0 g/cm3，致密度大于80%，维氏硬度超过300。
10.一种大尺寸(Cu,C)-1234超导材料，其特征在于，采用权利要求7或8所述的大尺寸(Cu,C)-1234超导材料的制备方法制备而成，所述大尺寸(Cu,C)-1234超导材料的尺寸直径大于8 mm，密度超过4.0 g/cm3；所述大尺寸(Cu,C)-1234超导材料含有Sn和Pb中的至少一种元素，其中Sn和/或Pb分布在晶粒孔隙处。
...【技术特征摘要】
1.一种大尺寸(cu,c)-1234超导材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述(cu,c)-1234超导材料是六面顶压机制备出的小尺寸(cu,c)-1234超导材料。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述(cu,c)-1234超导材料粉末的粒径为2-20 μm。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述热压烧结的升温速率为3-10℃/min。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，热压烧结是在热压炉中进行的，热压烧结过程中保持压头位置不变。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述热压烧结的保温时间为1-24 h，保压时间为1-24 h。
7.根据权利要求1至6任意一项所述的制备方法，其特征在于，在步骤2之前还包括在所述小尺寸(cu,c)-1...
【专利技术属性】
技术研发人员：果辰，姚超，马衍伟，王栋樑，
申请(专利权)人：中国科学院电工研究所，
类型：发明
国别省市：
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