高溫超導YBCO(釔、鋇、銅合金氧化物)塊材因其高臨(lin) 界溫度、高臨(lin) 界電流密度和高俘獲磁場的優(you) 異性能,在無接觸磁懸浮、儲(chu) 能旋轉機械、準永磁體(ti) 、混音器、磁透鏡、便攜式醫療器械、濾波器、航天導航陀螺等新型高性能器件與(yu) 電磁裝置開發研製中有著廣泛的應用前景。尤其對於(yu) 旋轉機械、航天導航陀螺和便攜式醫療器械的研製開發,在保持超導性的前提下,製備出更輕質的超導材料是這類應用追求的一個(ge) 主要目標。
記者4月18日從(cong) 蘭(lan) 州大學獲悉,該校周又和教授團隊提出了綠色環保的YBCO超導材料高精度直接書(shu) 寫(xie) 式3D打印方法,解決(jue) 了非牛頓流體(ti) 陶瓷漿料配比和流變控製難題,並采用低溫冷鑄微結構調控策略,克服了超導塊材燒結收縮開裂的問題,實現了複雜多尺度多層級、超輕超導塊材的高效可控製備,通過性能表征,獲得了最佳性能的工藝過程參數。
這一新工藝過程采用可食用有機材料輔助生成了綠色漿料,展現出了優(you) 良的流變特性,實現了精細化的複雜可控結構YBCO塊材的製備。為(wei) 了解決(jue) 現有3D打印陶瓷材料中麵臨(lin) 的高收縮率問題,低溫冷鑄策略實現了3D打印超導材料高保型性,為(wei) YBCO超導塊材的高精度製備奠定了基礎。同時,這一新工藝的燒結與(yu) 補氧耗時均較傳(chuan) 統工藝大為(wei) 縮短,提高了超導材料的製備效率。
據介紹,周又和團隊采用3D製備出的多孔、多尺度、多層構型的YBCO塊材的質量密度僅(jin) 為(wei) 每立方厘米1.38克,為(wei) 目前國際最低值,約為(wei) 傳(chuan) 統冷壓燒結工藝製備樣品的1/3。
團隊還提出一種技術先進且具有工業(ye) 化應用潛力的3D打印YBCO超導陶瓷坯體(ti) 巧妙製備方法,用這種方式製備的超導體(ti) 能夠在航天工業(ye) 中用作導航輔助設備。相關(guan) 研究成果發表在《先進功能材料》上。
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