專利名稱：制備鉍系超導(dǎo)氧化物晶體的新方法(熔鹽反應(yīng)法)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是一種制備Bi系超導(dǎo)氧化物晶體的新方法，即熔鹽反應(yīng)法，屬電子工程材料技術(shù)領(lǐng)域。
在已知的三個(gè)液氮溫區(qū)超導(dǎo)氧化物系列中，Bi系因其Tc高、毒性低。資源廠，而得到世界各國(guó)的重視和推廣應(yīng)用。
現(xiàn)有的制造超導(dǎo)氧化物的方法主要有固相反應(yīng)法，熔融法、助熔劑生長(zhǎng)法、蒸鍍法、濺射法、金屬有機(jī)物的化學(xué)沉積法等，這些方法用在Bi系超導(dǎo)材料的制取上不甚理想，生產(chǎn)周期長(zhǎng)，技術(shù)難度大，設(shè)備復(fù)雜，本發(fā)明的目的就是提供一種制備Bi系超導(dǎo)氧化物晶體的新方法-熔鹽反應(yīng)法，以解決上述超導(dǎo)材料制取中的技術(shù)難題。

發(fā)明內(nèi)容
熔鹽反應(yīng)法是將A、B兩組按一定配比配成的熔鹽反應(yīng)物放在高純高密度氧化鋁鉗鍋中，快速加熱至750℃-900℃然后緩慢冷卻，反應(yīng)時(shí)間視生長(zhǎng)的晶體尺寸而定，通常情況下經(jīng)12個(gè)小時(shí)可生長(zhǎng)成1×1mm2Bi系超導(dǎo)氧化物晶體，A、B兩組反應(yīng)物如下表所示

其中A組的Bi.Sr和Cu化合物是制備Bi系超導(dǎo)體的必用組份，CaCl2是制備液氮溫區(qū)(＞77K)超導(dǎo)體的必用組份。A組的其它組分是為了改變產(chǎn)品特殊性能的添加劑，而KCl(或LiCl、NaCl)是為了改善制備工藝操作條件的添加劑，用量范圍可變性很大。B組組份可選用一種或數(shù)種，但原則上是A組與B組的摩爾比為10/10～20。
其具體步驟和工藝流程如下制備Bi-Sr-Ca-Cu-O超導(dǎo)化合物的熔鹽反應(yīng)法包括以下三個(gè)步驟1.加熱蒸發(fā)按一定組份比例配制的Bi、Sr、Ca、Cu和少量KCL溶液，得到干燥的氯化物混合物。
2.將上述制得的氯化物混合物與經(jīng)過預(yù)熔燒的K2CO3混合研磨，制成反應(yīng)物填料。將填料放入高密度、高純度Al2O3坩鍋中快速加熱至800～900℃，保溫若干小時(shí)后緩慢降溫，最后隨爐冷卻至室溫。
3.用去離子水和稀鹽酸(PH＝2.5左右)多次沖洗坩鍋內(nèi)得到的凝固填料，溶去氯化物和少量碳酸鹽后即得到黑色晶體。這種晶體通常無需進(jìn)一步退火處理和調(diào)整含氧量即已顯示出超導(dǎo)性能。
流程氯化物組水溶液－蒸發(fā)或熔化成復(fù)鹽－熔鹽反應(yīng)→冷卻→沖洗→成品合氧酸鹽和氧化物組實(shí)施例把鉍、鍶、鈣和銅的氯化物各1摩爾溶于去離子水，蒸發(fā)成復(fù)鹽或熔化再結(jié)晶成復(fù)鹽混合物。該混合物與充分脫水的12摩爾碳酸鉀混合研磨后置于“99瓷”坩鍋中快速加溫至860℃，保溫1小時(shí)，然后以4.8℃/小時(shí)降溫至750℃，再隨爐冷卻到室溫。用去離子水沖洗后得到具有黑色金屬光澤的超導(dǎo)晶體其主要成分為Bi2Sr2Ca1Ox，超導(dǎo)臨界溫度為85K。
本發(fā)明提供的制備技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)在于生產(chǎn)周期短，能耗低、污染小、易操作，設(shè)備簡(jiǎn)單、成本低，可大規(guī)模生產(chǎn)，并能生長(zhǎng)供特殊使用的不同晶體結(jié)構(gòu)的Bi系超導(dǎo)晶體。
權(quán)利要求
1.一種制備Bi系超導(dǎo)氧化物晶體的新方法，其特征是將A、B兩組按一定配比配成的熔鹽反應(yīng)物放在高純高密度氧化鋁坩鍋中，快速加熱至750℃-900℃保溫?cái)?shù)小時(shí)后緩慢冷卻生成，即熔鹽反應(yīng)法。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備Bi超導(dǎo)晶氧化物體的新方法，其特征是A、B兩種反應(yīng)物及其配比如下
A組的Bi、Sr和Cu的化合物是制備Bi系超導(dǎo)體的必用組份，CaCl2是制備液氮溫區(qū)(＞77K)超導(dǎo)體的必用組份，其他為改變產(chǎn)品性能的添加劑，B組組份可選用一種或數(shù)種，A與B的摩爾化為10/10～20。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備Bi系超導(dǎo)氧化物晶體的新方法，其特征是流程如下氯化物組水溶液－蒸發(fā)或熔化成復(fù)鹽－熔鹽反應(yīng)→冷卻→沖洗→成品合氧酸鹽和氧化物組750℃～900℃
全文摘要
一種制備用于電子工程材料的Bi系超導(dǎo)氧化物晶體的新方法，即熔鹽反應(yīng)法，主要特點(diǎn)是將按一定組份配制的Bi、Sr、Ca、Cu等氯化物溶液蒸發(fā)成復(fù)鹽，然后與一定的含氧酸鹽和氧化物混合，快速加熱進(jìn)行熔鹽反應(yīng)，冷卻沖洗后即得成品。本方法周期短，能耗低，無污染，易操作，設(shè)備簡(jiǎn)單?？晒┮?guī)模生產(chǎn)，并能生長(zhǎng)供特殊使用的不同晶體結(jié)構(gòu)的Bi系超導(dǎo)晶體。
文檔編號(hào)H01B12/00GK1068214SQ9110414
公開日1993年1月20日 申請(qǐng)日期1991年6月26日 優(yōu)先權(quán)日1991年6月26日
發(fā)明者儲(chǔ)少巖, 王緒威, 程先安 申請(qǐng)人:北京航空航天大學(xué)