本發明專利技術公開了一種基于高熱穩定性薄膜作籽晶的再回收廢棄超導塊材的方法。本發明專利技術通過將廢棄的REBCO超導塊材頂面磨平，使用NdBCO/YBCO/MgO薄膜作熔融生長籽晶；將整個廢棄的塊材連同籽晶一起放入爐中并升溫至Tmax＝1115℃后保溫1.5小時，然后快速降溫到開始溫度Ts，再以0.3℃/小時的速度，緩慢降溫生長，最終實現廢棄REBCO塊材的再回收。本發明專利技術的再回收方法簡易可行，成本低廉；得到的再回收REBCO塊材超導性能良好，在充分利用資源的同時，能有效降低REBCO超導塊材的成本。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及一種，尤其涉及一種基于NdBCO/YBCO/MgO薄膜作熔融生長籽晶再回收廢棄超導塊材的方法。屬于超導材料再生長回收方法
技術介紹
自從科學家發現REBa2Cu3Oz (簡稱REBCO、RE123、稀土鋇銅氧)這種具有巨大應用前途的高溫超導材料以來，其過高的制備成本一直制約其發展，而昂貴的材料成本，如稀土元素粉末，銀、鉬貴金屬等是造成超導塊體材料制備成本過高的因素之一。另外，REBCO塊材常規的熔融批量生長エ藝的失敗率達30%，嚴重局限其大規模的利用。而這些熔融生長(Melt Textured Growth，簡稱MTG)失敗的廢棄REBCO塊材，若能加以再回收利用，其本身含有的材料資源將為減小制備成本帶來巨大功效。因此，為了追求更高的資源利用率、節約成本，如何再回收廢棄的REBCO塊材，一直是ー個熱門的研究課題。經過對現有技術的檢索發現，目前再回收利用廢棄REBCO塊材，主要是使用重新粉碎碾磨處理和覆蓋新鮮粉末塊的方法。例如K. Iida等人提到(K.Iida，K. Lowe, etc. , Recycling process for 123-type oulk superconductors. Physica C469(2009) 1153-1156)可以將廢棄的摻銀的GdBCO(釓鋇銅氧GdBa2Cu3Oz,簡稱GdBCO或Gdl23)重新粉碎碾磨得到回收的粉末，再將粉末用于MTG生長得到摻銀的GdBCO。再如Y. Shi 等人提至Ij (Y. Shi, A. R. Dennis, etc. , A simple method for recycling GdBCO-Agsingle grain bulk superconductors. Supercond. Sci. Technol. 24(2011)075010)可以將廢棄的摻銀的GdBCO塊體頂面(籽晶所在面)磨平，再將同廢棄塊體組分一致的新鮮粉末塊覆蓋于磨平面，如此經歷ー個MTG過程，回收廢棄的摻銀GdBCO塊體。但是，以上兩種處理方法都存在不足之處。重新粉碎碾磨處理廢棄REBCO塊體的方法耗能耗時，過程復雜；并且碾磨過程中需要使用各種化學試劑，使得回收后的粉末較新鮮粉末的性能有所下降；并且，在MTG過程中需要經歷更高的溫度才能回收成功。覆蓋新鮮粉末塊的方法需要再消耗新鮮粉末，且處理過程仍有待簡化。另夕卜,許恒恒等人提到(H.H. Xu, Y. Y. Chen, etc.，YBCO-buffered NdBCOfilm with higher thermal stability in seeding REBCO growtn. Supercond. Sci.Technol. 25 (2012) 035014) NdBCO/YBCO/MgO 薄膜具有較高熱穩定性，比普通 NdBC0/Mg0 薄膜相比，其過熱度提高了 20K，在MTG中可承受的最高溫度為1120°C，其對誘導REBCO塊體極為有利。
技術實現思路
有鑒于現有技術的上述缺陷，本專利技術所要解決的技術問題是提供一種基于高熱穩定性薄膜作籽晶的再回收廢棄的稀土鋇銅氧(REBCO)超導塊材的方法。為實現上述目的，本專利技術提供了一種基于NdBCO/YBCO/MgO高熱穩定性薄膜作熔融生長籽晶的再回收廢棄超導塊材的方法。在本專利技術方法中，以NdBCO/YBCO/MgO薄膜作為籽晶，其剪切容易，可輕易獲得理想的籽晶大小，并且其性質穩定可靠。具體地，本專利技術的再回收方法以NdBCO/YBCO/MgO薄膜作為熔融生長籽晶，先將廢棄的稀土鋇銅氧(REBCO)超導塊體材料頂面磨平，再將其整個廢棄的塊材連同籽晶一起放入爐中進行MTG生長，從而實現廢棄REBCO塊材的再回收。本專利技術的基于NdBCO/YBCO/MgO高熱穩定性薄膜作籽晶的再回收廢棄超導塊材方法，適用于REBCO(RE為Sm、Gd、Y)廢棄塊材和摻銀的REBCO(RE為Sm、Gd、Y)廢棄塊材的再回收。本專利技術所選用的NdBCO/YBCO/MgO薄膜可為市售商品，其具體制作方法可參考文獻 Supercond. Sci. Technol. 25 (2012)035014。在本專利技術的具體技術方案中，基于高熱穩定性薄膜作籽晶的再回收廢棄超導塊材的方法包括如下步驟·步驟一、將廢棄的稀土鋇銅氧(REBCO)塊體材料頂面(即籽晶所處面)用砂紙打磨，磨平即可；步驟ニ、將NdBCO/YBCO/MgO薄膜剪切至合適大小，并放置在廢棄的REBCO塊體的磨平面作籽晶；步驟三、將頂面磨平的廢棄塊材連同籽晶放入開始溫度為Ts的爐中，升溫至Tmax=1115°C后保溫I. 5小時，然后快速降溫到開始溫度Ts ;最后，以0. 3°C /小時的速度，緩慢降溫生長，從而實現廢棄REBCO塊材的再回收。在本專利技術的具體實施方式中，對于頂面磨平的廢棄塊材連同籽晶進行MTG生長的爐沒有特別限制。所述的開始溫度Ts為1005_1015°C。在本專利技術的較佳實施方式中，所選用的廢棄超導塊材為YBCO廢棄塊材或摻銀的REBCO (RE 為 Sm、Gd、Y)廢棄塊材。在本專利技術方法中，由于再回收得到的REBCO塊材是以廢棄的REBCO塊材作為原料，因此其材料成本低，基本可忽略不計。并且，以NdBC0/YBC0/Mg0薄膜作為籽晶時，其剪切容易，熱穩定性好，在MTG中可承受最高溫度1120°C等特點對廢棄的各類REBCO塊材的充分熔化、成功再生長起到了關鍵的作用。經實驗驗證，以NdBCO/YBCO/MgO薄膜作為MTG籽晶再回收廢棄的REBCO超導塊材的方法簡單可行，對再回收YBCO塊材和各類摻銀的REBCO塊材都切實有效；并且回收得到的廢棄REBCO塊材的超導性能好。經本專利技術方法回收得到的YBCO塊材單疇的Tc (transition temperature,超導臨界轉變溫度；其值越高，超導體的性能越好)在90K (開爾文)以上，且轉變曲線寬度窄(小于1K)，性能良好。以下將結合附圖對本專利技術的構思及產生的技術效果作進ー步說明，以充分地了解本專利技術的目的、特征和效果。附圖說明 圖I是本專利技術的實施例I所選用的廢棄的YBCO樣品；圖2是本專利技術的實施例I經再回收方法得到的YBCO樣品；圖3是本專利技術的實施例I經再回收方法得到的YBCO樣品的Tc值圖。具體實施例方式下面對本專利技術的實施例作詳細說明，本實施例在以本專利技術技術方案為前提下進行實施，給出了詳細的實施方式和具體的操作過程，但本專利技術的保護范圍不限于下述實施例。本專利技術的實施例所選用的NdBCO/YBCO/MgO薄膜產自Theva GmbH公司。磁力矩隨溫度變化曲線圖經由Quantum Design公司提供的PPMS-9T (EC-II)綜合物性測量系統儀在外加磁場強度為200e (奧斯特)時測得。實施例I選擇Ts = 1005 0C，再回收廢棄的YBa2Cu3Oz (簡稱釔鋇銅氧、YBC0)塊材。 步驟一、將廢棄的YBCO塊體材料頂面(籽晶所處面)用砂紙磨平；步驟ニ、將NdBCO/YBCO/MgO薄膜剪切至2mmX 2mm大小，并放置在廢棄的YBCO塊體的磨平面作為籽晶；步驟三、將頂面磨平的廢棄塊材連同籽晶放入開始溫度Ts為1005°C本文檔來自技高網...
【技術保護點】
【技術特征摘要】
1.一種基于高熱穩定性薄膜作籽晶的再回收廢棄超導塊材方法，其特征在于，包括以下步驟 步驟一、將廢棄的稀土鋇銅氧超導塊體材料頂面用砂紙磨平； 步驟二、將NdBCO/YBCO/MgO薄膜放置在所述稀土鋇銅氧超導塊體材料的磨平面作籽晶; 步驟三、將所述頂面磨平的廢棄稀土鋇銅氧超導塊體材料連同所述籽晶放入開始溫度為Ts的爐中；升溫至Tmax = 1115°C后保溫I. 5小時，然后快速降溫到開始溫度Ts ...
【專利技術屬性】
技術研發人員：姚忻，許恒恒，程玲，顏士斌，于德京，
申請(專利權)人：上海交通大學，
類型：發明
國別省市：
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