科技日(rì)报讯 高(gāo)温超导(dǎo)YBCO(钇、钡、铜合金(jīn)氧化物)块材因其高临界温(wēn)度、高临界电流(liú)密度和高(gāo)俘获磁场的(de)优异性(xìng)能,在无(wú)接触磁悬浮、储能(néng)旋转机械、准永磁体、混音器(qì)、磁透镜、便携式(shì)医疗器械(xiè)、滤波器、航天导航陀螺等新型高性能器件与电磁装置开(kāi)发(fā)研制中有着广泛的应用前景。尤其对于旋转机械、航天导航(háng)陀螺和便(biàn)携式(shì)医疗器(qì)械的研制开发,在(zài)保持超导(dǎo)性(xìng)的(de)前(qián)提下,制备出更轻质的超导(dǎo)材料(liào)是这(zhè)类应用(yòng)追求的一(yī)个主要目标。
记者4月18日从兰州大学获悉,该校周又和(hé)教授团队提出(chū)了(le)绿色(sè)环保的YBCO超导材料高精度直接书写式3D打(dǎ)印方法,解决了(le)非牛(niú)顿流(liú)体陶瓷(cí)浆料配比和流变控(kòng)制难(nán)题,并采用(yòng)低温冷(lěng)铸微结构(gòu)调(diào)控策略,克服了超导块材烧(shāo)结收缩开(kāi)裂的问题,实现了复杂多尺度多层级、超轻超导块材的高效可控制备,通过(guò)性能表征,获(huò)得了(le)最佳性能的工艺过程参数(shù)。
这一新工(gōng)艺(yì)过程采用可食(shí)用有机材料辅助生成了绿色(sè)浆料,展现出(chū)了优良(liáng)的流变特性,实现了精(jīng)细化的复杂(zá)可控(kòng)结(jié)构(gòu)YBCO块材的制备。为了解决现有3D打(dǎ)印陶瓷(cí)材料中面(miàn)临的高收缩率问题,低温冷铸策略(luè)实现了3D打印超导材料高保型性,为YBCO超导(dǎo)块材的高精度制备奠(diàn)定(dìng)了基(jī)础。同(tóng)时,这一新工艺的烧结与补氧耗时均较(jiào)传统工(gōng)艺大为缩短,提高了超导材料(liào)的制备效率。
据介(jiè)绍,周又(yòu)和(hé)团队(duì)采用(yòng)3D制(zhì)备出(chū)的多孔、多(duō)尺度、多层构(gòu)型的YBCO块材的质(zhì)量密度(dù)仅为每立方厘(lí)米1.38克,为目前国际最低值,约为(wéi)传统冷压烧结工(gōng)艺制备样品的1/3。
团队还提(tí)出(chū)一种技术先进且具有(yǒu)工业化应用潜(qián)力的3D打印YBCO超导陶瓷坯体巧妙制备方法,用这(zhè)种方(fāng)式制(zhì)备的超导体能够(gòu)在(zài)航天工(gōng)业(yè)中用作(zuò)导航辅助(zhù)设备。相关研究成果发(fā)表(biǎo)在《先进功能材料》上。