液氮溫區(qū)下工作的磁屏蔽筒及其制造方法，材質(zhì)由Ｙ－Ｂａ－Ｃｕ－Ｏ系超導(dǎo)材料組成，其加工方法是將預(yù)先合成的超導(dǎo)材料再進行破碎、成型、磨削加工、再燒結(jié)以及熱處理工序，其中再繞結(jié)過程采用兩段燒結(jié)法。所制得的磁屏蔽筒具有高密度、高強度、外型尺寸精確、超導(dǎo)電性能良好等特點，能用于超導(dǎo)量子干涉儀的磁屏蔽以及用來制作零磁空間。（*該技術(shù)在2008年保護過期，可自由使用*）
【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)是關(guān)于Y-Ba-Cu-O系超導(dǎo)材料的應(yīng)用。已有的磁屏蔽筒是由金屬或金屬化合物如鈮或鈮的化合物制成，其制造工藝過程為電子束熔煉、旋鍛或軋制(多次軋制)、切削加工成鈮管。這種磁蔽筒臨界溫度低(Tco為9.2K)，只能在液氦溫區(qū)工作，由于液氦價格大大高于液氮。因此，由鈮磁屏蔽筒構(gòu)成的量子干涉儀成本高，不便于推廣應(yīng)用。而能夠在液氮溫區(qū)工作的Y-Ba-Cu-O系超導(dǎo)材料屬于陶瓷材料，它具有硬度高、脆性大的特點，如果以傳統(tǒng)常規(guī)制作工藝很難于將其加工成各種形狀復(fù)雜的應(yīng)用器件。為了得到一種能在液氮溫區(qū)工作的Y-Ba-Cu-O系超導(dǎo)材料磁屏蔽筒，以簡化量子干涉儀裝置，使之?dāng)y帶方便，并擴大其應(yīng)用范圍，是本專利技術(shù)的任務(wù)。在液氮溫區(qū)下工作的磁屏蔽筒，由Y-Ba-Cu-O系超導(dǎo)材料制成其形狀為一端是封閉的筒體，根據(jù)需要可以做成圓形、方形、橢圓形等。筒底可以為平底、錐形底等。磁屏蔽筒材質(zhì)配比為YxBa3-xCu3o7-δ，較佳配比為YBa2Cu3O7-δ(式中x＝0.5～1;δ為可變值，與工藝制度有關(guān)，一般情況下δ＝0.2)。Y-Ba-Cu-O系超導(dǎo)材料磁屏蔽筒的制造方法，其基本工藝為混合、煅燒、壓制、燒結(jié)、破碎、成型、加工、再燒結(jié)、熱處理。具體步驟為原料準(zhǔn)備選用Y2O3、BaO、CuO或Y2O3、BaCO3、CuO粉末，以分析純?yōu)榧??；旌习此枧浔葘⒎勰┗旌暇鶆?，混合手段可采用手工或混料器來進行。煅燒將混合均勻的混合料盛于燒舟，最好選用氧化鋁坩鍋，然后再入煅燒爐煅燒，煅燒制度為370～420℃×1～1.5h+800～850℃×4.5～6h，待冷卻后，將其研散，以利壓制。壓制采用鋼模壓制成坯(塊、片、柱等狀)，使其具有一定機械強度壓制壓力為2～3T/cm2。燒結(jié)將壓坯置于燒結(jié)爐內(nèi)燒結(jié)，不需保護氣氛，燒結(jié)溫度為935～960℃，保溫時間為4～6小時。破碎將冷卻后的燒結(jié)塊進行破碎，破碎方式可采用人工或機械破碎，其中以采用球磨機破碎較為理想。破碎后的粉末粒度為d＝0.5～18μ。成型采用機械壓制和等靜壓制均可，但以冷等靜壓制效果較佳，成型壓力為2～4T/cm2，使壓坯密度達到4～4.7g/cm3。產(chǎn)品成型尺寸為Φ10～250×50～500mm，壁厚為2～20mm。加工對成型的毛坯進行表面加工和形狀加工，加工方法可采用手工磨削或機加工，使毛坯合符所需的技術(shù)條件要求。再燒結(jié)選用高溫?zé)Y(jié)爐，燒結(jié)溫度為930～960℃，燒結(jié)時間為4.5～8小時，燒結(jié)過程既可連續(xù)進行也可分段進行，后種方法較佳，即在空氣中燒結(jié)1.5～2.5小時，然后再在通氧條件下燒結(jié)3～5小時，并隨爐在氧氣氛中冷卻。熱處理將燒結(jié)好的產(chǎn)品再置于中溫(600～700℃)，低溫(400～500℃)中進行4～20小時的退火處理。退火過程以在氧氣氛中進行效果較佳。本專利技術(shù)的超導(dǎo)磁屏蔽筒能適應(yīng)液氮溫區(qū)工作，使Y-Ba-Cu-O系得到了應(yīng)用，解決了金屬磁屏蔽筒需在液氦中工作的狀況，節(jié)省了液氦，降低了成本，簡化了量子干涉儀裝置。本專利技術(shù)磁屏蔽筒還具有高密度，高強度、外型尺寸精確、超導(dǎo)電性能良好等特點。附圖為本專利技術(shù)磁屏蔽筒剖視圖。實施例一成分配比YBa2Cu3O6.5實際配比Y2O317.15 BaO 46.58CuO36.26(均為重量%)混合采用球磨筒，球料比為2∶1，球磨時間5小時。煅燒用氧化鋁鉗鍋，放入馬弗爐內(nèi)，煅燒制度為400℃×1h+800℃×6h。待隨爐冷卻后，取出研碎。壓制采用液壓機進行鋼模壓制，壓制壓力2.5T/cm2。燒結(jié)爐內(nèi)不通保護氣氛燒結(jié)，溫度為945℃，保溫6小時，隨爐冷卻。破碎采用球磨破碎，使粉末粒度破碎至d＝2～10μ。成型采用冷等靜壓制，壓制壓力為2.5T/cm2，使壓塊密度為4.5g/cm3。加工對壓坯外表不規(guī)則處進行表面機加工。再燒結(jié)采用高溫?zé)Y(jié)爐，燒結(jié)溫度為950℃，整個過程分二步首先在空氣中燒結(jié)1.5～2小時，然后在通氧氣氛中燒結(jié)4小時，并隨爐冷卻。后處理在合格樣品上涂上防潮漆或硝基漆。實施例二按上述工藝用分析純配制原料400克，其中Y2O368.6克粒度d＝4.8μBaO 186.4克粒度d＝15.4μCuO 145克粒度d＝0.56μ按照前述工藝步驟，最后制成φ36.5×127mm的磁屏蔽筒(如附圖所示)，重350克。磁屏蔽筒的性能如下密度5.2克/厘米3超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度(中點)92K零電阻溫度90.5K起始抗磁轉(zhuǎn)變溫度91.7K磁屏蔽系數(shù)10-6G屏蔽能力(飽和值)30e權(quán)利要求1.一種液氮溫區(qū)下工作的超導(dǎo)材料磁屏蔽筒，其形狀為一端是封閉的筒體，本專利技術(shù)的特征是磁屏蔽筒材質(zhì)為Y-Ba-Cu-O系超導(dǎo)材料。2.一種如權(quán)利要求1所述的磁屏蔽筒，其特征是磁屏蔽筒的成分配比為YBa2Cu3O7-δ。3.一種在液氮溫區(qū)下工作的磁屏蔽筒的制造方法，其制作工藝包括(1)混合將原料混合至均勻;(2)煅燒將混合均勻的混合料盛于坩堝內(nèi)，置于馬弗爐煅燒，煅燒制度為370～420℃×1～1.5h+800～850℃×4.5～6h;(3)壓制采用鋼模壓成塊，壓制壓力為2～3T/cm2;(4)燒結(jié)在935～960℃加熱合成后冷卻至室溫;本專利技術(shù)的特征是，再經(jīng)過如下工序(5)破碎將燒結(jié)塊破碎至d＝0.5～18μ;(6)成型采用等靜壓制，壓制壓力為2～4T/cm2，壓坯密度為4～4.7g/cm3，壓制品尺為Φ10～250×50～500mm ，壁厚為2～20mm;(7)加工將成型毛坯精加工至所需的尺寸要求;(8)再燒結(jié)產(chǎn)品在高溫?zé)Y(jié)爐中燒結(jié)，燒結(jié)溫度為930～960℃;(9)熱處理產(chǎn)品經(jīng)中溫(600～700℃)、低溫(400～500℃)退火處理，時間為4～20小時。4.一種如權(quán)利要求3所述的磁屏蔽筒的制造方法，其特征是所述再燒結(jié)工藝分為兩個階段進行，第一階段在空氣中燒結(jié)1.5～2小時，第二階段在通氧氣氛中燒結(jié)3～5小時，并隨爐在氧氣氛中冷卻。全文摘要液氮溫區(qū)下工作的磁屏蔽筒及其制造方法，材質(zhì)由Y-Ba-Cu-O系超導(dǎo)材料組成，其加工方法是將預(yù)先合成的超導(dǎo)材料再進行破碎、成型、磨削加工、再燒結(jié)以及熱處理工序，其中再繞結(jié)過程采用兩段燒結(jié)法。所制得的磁屏蔽筒具有高密度、高強度、外形尺寸精確、超導(dǎo)電性能良好等特點，能用于超導(dǎo)量子干涉儀的磁屏蔽以及用來制作零磁空間。文檔編號G12B17/02GK1033918SQ8810565公開日1989年7月12日 申請日期1988年1月1日 優(yōu)先權(quán)日1988年1月1日專利技術(shù)者林彩東, 曾慶炅, 劉瑞芝, 付應(yīng)生, 李傳義, 謝伍喜 申請人:中南工業(yè)大學(xué), 北京大學(xué) 本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護點】
一種液氮溫區(qū)下工作的超導(dǎo)材料磁屏蔽筒，其形狀為一端是封閉的筒體，本專利技術(shù)的特征是：磁屏蔽筒材質(zhì)為Ｙ－Ｂａ－Ｃｕ－０系超導(dǎo)材料。
【技術(shù)特征摘要】
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：林彩東，曾慶炅，劉瑞芝，付應(yīng)生，李傳義，謝伍喜，
申請(專利權(quán))人：中南工業(yè)大學(xué)，北京大學(xué)，
類型：發(fā)明
國別省市：43[中國|湖南]
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