一种分步烧结反应制备碳掺杂MgB₂超导体的方法

摘要

本发明公开了一种分步烧结反应制备碳掺杂MgB2超导体的方法，首先将原子数比为1∶(4-x)∶x(x＝0.05～0.3)的镁、硼、C的混合粉末进行第一次烧结，然后在烧结产物中添加适量金属镁粉进行第二次烧结，最终获得C元素掺杂的MgB2超导体。本发明采用分步烧结反应制备碳掺杂MgB2超导体，可以在低温下使掺杂元素进入晶格中，并且有效地细化了MgB2晶粒，强化了MgB2晶粒连接，提高了磁通钉扎力，同时减少了镁与硼反应生成过程中，由于镁的气化而生成的空洞，有效提高了MgB2超导体的致密度；并且本发明可实现MgB2基超导材料的低成本、大规模制备。

主权项

一种分步烧结反应制备碳掺杂MgB2超导体的方法，其特征在于该方法过程为：(1)将干燥的镁、硼和C粉末按照原子数比Mg∶B∶C＝1∶(4‑x)∶x的比例充分混合1～2小时，其中x＝0.05～0.3，混合后的粉末用油压机压制成片或块；将压制的片或块置于真空退火炉中进行烧结，于室温下抽真空，然后充入纯氩气或氩气和氢气的混合气，混合气中氩气和氢气的体积百分比为19∶1，然后以50～70℃/分钟的升温速率加热，在600～1000℃的温度下保温1～10小时，最后以20～35℃/分钟的冷却速率冷却至室温；(2)将步骤(1)中烧结得到的片或块进行破碎，然后向其中添加金属镁粉，得到原子数比Mg∶(B+C)＝1∶2的混合粉末，将所述混合粉末用油压机压制成片或块，将压制的片或块置于真空退火炉中进行二次烧结，于室温下抽真空，然后充入纯氩气或氩气和氢气的混合气，混合气中氩气和氢气的体积百分比为19∶1，以50～70℃/分钟的升温速率加热，在600～1000℃的温度下保温1～10小时，最后以20～35℃/分钟冷却速率冷却至室温，便制成碳掺杂MgB2超导体。