一种复合超导纳米块材及其制备方法 |
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| 申请号 | CN201610960357.3 | 申请日 | 2016-11-04 | 公开(公告)号 | CN106521291A | 公开(公告)日 | 2017-03-22 |
| 申请人 | 金福兴; | 发明人 | 金福兴; | ||||
| 摘要 | 本 发明 提供了一种复合超导纳米 块 材及其制备方法。由以下成分制备而成：纳米 铁 粉、二 硼 化镁、二 氧 化锆、纳米 碳 酸 钙 、碳酸锶、纳米 锡 粉、铈 硅 石粉、氧化秘、氧化镨、碳化硅、氧化锌、 石墨 烯、无 水 乙醇 。制备方法如下：（1）将所有组分混合，放入研钵中在转速400-450r/min下 研磨 4-6小时；（2）放入烘箱中烘干后放入模具中，在压 力 15-20MPa下 压制成型 ；（3）装入 石英 管中，抽 真空 后放入箱式炉中，在 温度 1000-1300℃下进行 烧结 12-14小时，升温速率为100℃/h。本发明的复合超导纳米块材，具有良好的 超导性 ，同时硬度高，力学性能好。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种复合超导纳米块材，其特征在于：由以下成分以重量份制备而成：纳米铁粉4-8份、二硼化镁2-5份、二氧化锆1-3份、纳米碳酸钙0.2-0.5份、碳酸锶0.5-1份、纳米锡粉5-10份、铈硅石粉1-2份、氧化秘0.5-1份、氧化镨0.2-0.4份、碳化硅0.3-0.7份、氧化锌0.5-1份、石墨烯0.1-0.3份、无水乙醇30-60份。 |
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| 说明书全文 | 一种复合超导纳米块材及其制备方法技术领域[0001] 本发明涉及超导材料领域，具体涉及一种复合超导纳米块材及其制备方法。 背景技术[0002] 超导材料是指具有在一定的低温条件下呈现出电阻等于零以及排斥磁力线的性质的材料，其应用十分广泛，在超导状态下的完全抗磁性和零电阻性，使超导材料实现无损耗或低损耗的输电变为可能。目前，超导技术的应用可分成三类：一是用超导材料作成磁性极强的超导磁铁，用于核聚变研究和制造大容量储能装置、高速加速器、超导发电机和超导列车，以解决人类的能源和交通问题；二是用超导材料薄片制作约瑟夫逊器件，用于制造高速电子计算机和灵敏度极高的电磁探测设备；三是用超导体产生的磁场来研究生物体内的结构及用于对人的各种复杂疾病的治疗。随着科学技术的不断发展与提高，对于超导材料的研究将越来越深入，其性能也将越来越好。 发明内容[0003] 要解决的技术问题：本发明的目的是提供一种复合超导纳米块材，具有良好的超导性，同时硬度高，力学性能好。 [0004] 技术方案：一种复合超导纳米块材，由以下成分以重量份制备而成：纳米铁粉4-8份、二硼化镁2-5份、二氧化锆1-3份、纳米碳酸钙0.2-0.5份、碳酸锶0.5-1份、纳米锡粉5-10份、铈硅石粉1-2份、氧化秘0.5-1份、氧化镨0.2-0.4份、碳化硅0.3-0.7份、氧化锌0.5-1份、石墨烯0.1-0.3份、无水乙醇30-60份。 [0005] 进一步优选的，所述的一种复合超导纳米块材，由以下成分以重量份制备而成：纳米铁粉5-7份、二硼化镁3-4份、二氧化锆1.5-2.5份、纳米碳酸钙0.3-0.4份、碳酸锶0.6-0.9份、纳米锡粉6-9份、铈硅石粉1.3-1.8份、氧化秘0.6-0.9份、氧化镨0.25-0.35份、碳化硅0.4-0.6份、氧化锌0.6-0.9份、石墨烯0.15-0.25份、无水乙醇40-50份。 [0006] 上述复合超导纳米块材的制备方法包括以下步骤：（1） 将所有组分混合，放入研钵中在转速400-450r/min下研磨4-6小时； （2） 放入烘箱中烘干后放入模具中，在压力15-20MPa下压制成型； （3） 装入石英管中，抽真空后放入箱式炉中，在温度1000-1300℃下进行烧结12-14小时，升温速率为100℃/h。 [0007] 进一步的，所述的一种复合超导纳米块材的制备方法，所述的步骤（1）中转速为410-440r/min，研磨时间为5小时。 [0008] 进一步的，所述的一种复合超导纳米块材的制备方法，所述的步骤（2）中压力为16-19MPa。 [0009] 进一步的，所述的一种复合超导纳米块材的制备方法，所述的步骤（3）中温度为1100-1200℃，烧结时间为13小时。 [0010] 有益效果：本发明的复合超导纳米块材的临界转变温度在92.74K-92.92K，高于超导77K的液氮温度很多，具有良好的超导性，同时其维氏硬度最高可达278，硬度高，力学性能好。 具体实施方式[0011] 实施例1一种复合超导纳米块材，由以下成分以重量份制备而成：纳米铁粉4份、二硼化镁2份、二氧化锆1份、纳米碳酸钙0.2份、碳酸锶0.5份、纳米锡粉5份、铈硅石粉1份、氧化秘0.5份、氧化镨0.2份、碳化硅0.3份、氧化锌0.5份、石墨烯0.1份、无水乙醇30份。 [0012] 上述复合超导纳米块材的制备方法为：（1）将所有组分混合，放入研钵中在转速400r/min下研磨4小时；（2）放入烘箱中烘干后放入模具中，在压力15MPa下压制成型；（3）装入石英管中，抽真空后放入箱式炉中，在温度1000℃下进行烧结12小时，升温速率为100℃/h。 [0013] 实施例2一种复合超导纳米块材，由以下成分以重量份制备而成：纳米铁粉5份、二硼化镁3份、二氧化锆1.5份、纳米碳酸钙0.3份、碳酸锶0.6份、纳米锡粉6份、铈硅石粉1.3份、氧化秘0.6份、氧化镨0.25份、碳化硅0.4份、氧化锌0.6份、石墨烯0.15份、无水乙醇40份。 [0014] 上述复合超导纳米块材的制备方法为：（1）将所有组分混合，放入研钵中在转速410r/min下研磨4.5小时；（2）放入烘箱中烘干后放入模具中，在压力16MPa下压制成型；（3）装入石英管中，抽真空后放入箱式炉中，在温度1100℃下进行烧结12.5小时，升温速率为 100℃/h。 [0015] 实施例3一种复合超导纳米块材，由以下成分以重量份制备而成：纳米铁粉6份、二硼化镁3.5份、二氧化锆2份、纳米碳酸钙0.35份、碳酸锶0.75份、纳米锡粉7.5份、铈硅石粉1.5份、氧化秘0.75份、氧化镨0.3份、碳化硅0.5份、氧化锌0.75份、石墨烯0.2份、无水乙醇45份。 [0016] 上述复合超导纳米块材的制备方法为：（1）将所有组分混合，放入研钵中在转速425r/min下研磨5小时；（2）放入烘箱中烘干后放入模具中，在压力17MPa下压制成型；（3）装入石英管中，抽真空后放入箱式炉中，在温度1150℃下进行烧结13小时，升温速率为100℃/h。 [0017] 实施例4一种复合超导纳米块材，由以下成分以重量份制备而成：纳米铁粉7份、二硼化镁4份、二氧化锆2.5份、纳米碳酸钙0.4份、碳酸锶0.9份、纳米锡粉9份、铈硅石粉1.8份、氧化秘0.9份、氧化镨0.35份、碳化硅0.6份、氧化锌0.9份、石墨烯0.25份、无水乙醇50份。 [0018] 上述复合超导纳米块材的制备方法为：（1）将所有组分混合，放入研钵中在转速440r/min下研磨5.5小时；（2）放入烘箱中烘干后放入模具中，在压力19MPa下压制成型；（3）装入石英管中，抽真空后放入箱式炉中，在温度1200℃下进行烧结13.5小时，升温速率为 100℃/h。 [0019] 实施例5一种复合超导纳米块材，由以下成分以重量份制备而成：纳米铁粉8份、二硼化镁5份、二氧化锆3份、纳米碳酸钙0.5份、碳酸锶1份、纳米锡粉10份、铈硅石粉2份、氧化秘1份、氧化镨0.4份、碳化硅0.7份、氧化锌1份、石墨烯0.3份、无水乙醇60份。 [0020] 上述复合超导纳米块材的制备方法为：（1）将所有组分混合，放入研钵中在转速450r/min下研磨6小时；（2）放入烘箱中烘干后放入模具中，在压力20MPa下压制成型；（3）装入石英管中，抽真空后放入箱式炉中，在温度1300℃下进行烧结14小时，升温速率为100℃/h。 [0021] 对比例1本实施例与实施例5的区别在于不含有纳米碳酸钙和碳酸锶。具体地说是： 一种复合超导纳米块材，由以下成分以重量份制备而成：纳米铁粉4份、二硼化镁2份、二氧化锆1份、纳米锡粉5份、铈硅石粉1份、氧化秘0.5份、氧化镨0.2份、碳化硅0.3份、氧化锌0.5份、石墨烯0.1份、无水乙醇30份。 [0022] 上述复合超导纳米块材的制备方法为：（1）将所有组分混合，放入研钵中在转速400r/min下研磨4小时；（2）放入烘箱中烘干后放入模具中，在压力15MPa下压制成型；（3）装入石英管中，抽真空后放入箱式炉中，在温度1000℃下进行烧结12小时，升温速率为100℃/h。 [0023] 对比例2本实施例与实施例5的区别在于不含有氧化镨和氧化锌。具体地说是： 一种复合超导纳米块材，由以下成分以重量份制备而成：纳米铁粉4份、二硼化镁2份、二氧化锆1份、纳米碳酸钙0.2份、碳酸锶0.5份、纳米锡粉5份、铈硅石粉1份、氧化秘0.5份、碳化硅0.3份、石墨烯0.1份、无水乙醇30份。 [0024] 上述复合超导纳米块材的制备方法为：（1）将所有组分混合，放入研钵中在转速400r/min下研磨4小时；（2）放入烘箱中烘干后放入模具中，在压力15MPa下压制成型；（3）装入石英管中，抽真空后放入箱式炉中，在温度1000℃下进行烧结12小时，升温速率为100℃/h。 [0025] 本发明材料的临界转变温度在92.74K-92.92K，高于超导77K的液氮温度很多，具有良好的超导性，同时其维氏硬度最高可达278，硬度高，力学性能好。 [0026] 表1 复合超导纳米块材的部分性能指标产品名称 临界转变温度（K） 维氏硬度 实施例1 92.74 273 实施例2 92.81 275 实施例3 92.85 276 实施例4 92.92 278 实施例5 92.86 274 对比例1 83.44 252 对比例2 85.79 247 |
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