使用添加Ag₂O的YBCO钎料钎焊法制备大尺寸钇系块材的方法

摘要

本发明公开了属于超导块材制备技术领域的使用添加Ag2O的YBCO钎料钎焊法制备大尺寸钇系块材的方法。采用顶部籽晶熔融织构生长法制备添加Ag2O的YBCO钎料，采用钎焊连接工艺对YBCO块材进行焊接，对钎焊接头进行后氧化处理，恢复YBCO钎焊试样的超导性能，得到钇钡铜氧超导块材。采用钎焊方法制备传统的方法不能制备的大尺寸和复杂形状的YBCO超导块材，具有与顶部籽晶熔融织构方法制备的单畴块材相似的超导性能。由于开发的钎料成分与原始母材的化学成分非常相似，故钎缝的组织构成与母材亦非常相似。本发明制备的YBCO高温超导块材的超导性能可以达到原始块材的60％以上。

主权项

使用添加Ag2O的YBCO钎料钎焊法制备钇钡铜氧超导块材的方法，其特征在于，采用顶部籽晶熔融织构生长法制备添加Ag2O的YBCO钎料，采用钎焊连接工艺对YBCO块材进行焊接，该方法步骤如下，(1)制备添加Ag2O的YBCO钎料：①采用化学合成的方法分别制备Y‑123相和Y‑211相；②按照重量比Y‑123相：29～89.95％、Y‑211相：5～40％、Ag2O：5～30％、CeO2、PtO2或Pt中的一种或几种：0.5～1％，称取料粉，在混料机中均匀混合；③在常温下，把混合均匀的钎料压制成直径为10～50mm、厚度5～20mm的钎料片或钎料块，压力为5～10MPa；④采用顶部籽晶熔融织构生长法制备添加Ag2O的超导钎料，采用单晶SmBCO作为籽晶，把籽晶和钎料片或钎料块一同放入烧结炉中，籽晶放置在钎料片或钎料块的上面，保证其ab面与钎料片或钎料块的表面平行，钎料片或钎料块放置在氧化铝垫片上，在钎料片或钎料块和氧化铝垫片之间用MgO单晶片作为隔离层，顶部籽晶熔融织构生长法制备工艺过程：首先以100～350℃/h的速率升温到990～1050℃，保温10～30分钟，然后以50～100℃/h的速率降温到980～1020℃，接着以0.1～1℃/h的速率降温到960～970℃，最后以100～350℃/h的速率降温到室温，得到添加Ag2O的YBCO钎料；(2)从添加Ag2O的YBCO钎料上沿a‑c或b‑c面方向切割厚度为0.1～2mm的片作为钎料；(3)采用配重加压和精密加压卡具配合进行装配，按照c轴织构方向相同的原则，精确装配两块或者两块以上的YBCO块材，采用添加Ag2O的YBCO钎料，采用钎焊连接工艺对YBCO块材进行焊接，钎焊温度为950～980℃，钎焊保温 时间为10～180分钟，钎焊气氛为大气或者压力为5～30MPa的流动的氧气环境；(4)对钎焊接头进行后氧化处理，恢复YBCO钎焊试样的超导性能，氧处理温度为430～480℃，在流动氧气中氧处理50～80h或在压力为5～30MPa的氧气环境中氧处理10～20h，得到钇钡铜氧超导块材。