一种高温超导金属材料及其制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种高温超导金属材料，由下列重量份的原料制成：二硼化镁10?20份、钼铌合金8?14份、氧化铋8?12份、氧化铜7?13份、碳酸钙5?9份、氧化钛4?9份、氧化锆3?7份、氧化铟锡3?8份、氧化锡5?9份、硅化镁5?7份、硫化锌3?6份、稀土7?10份、纳米陶瓷粉6?12份、聚氨酯4?10份、聚苯硫醚3?9份、丙烯酸甲酯3?6份、对氯苯胺5?8份、乙酸异丙烯酯4?7份、聚吡咯2?4份、变性剂5?8份、热稳定剂5?10份。制备而成的高温超导金属材料，其耐低温、超导性能强、零电阻性质。同时，还公开了相应的制备方法。
【专利说明】
-种高溫超导金属材料及其制备方法
技术领域
[0001] 本发明设及金属材料技术领域，特别设及一种高溫超导金属材料及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 高溫超导材料，是具有高临界转变溫度(Tc)能在液氮溫度条件下工作的超导材 料。因主要是氧化物材料，故又称高溫氧化物超导材料。高溫超导材料不但超导转变溫度 高，而且成分多是W铜为主要元素的多元金属氧化物，氧含量不确定，具有陶瓷性质。氧化 物中的金属元素(如铜)可能存在多种化合价，化合物中的大多数金属元素在一定范围内可 W全部或部分被其他金属元素所取代，但仍不失其超导电性。除此之外，高溫超导材料具有 明显的层状二维结构，超导性能具有很强的各向异性。
[0003] 超导体得天独厚的特性，使它可能在各种领域得到广泛的应用。但由于早期的超 导体存在于液氮极低溫度条件下，极大地限制了超导材料的应用。人们一直在探索高溫超 导体，从1911年到1986年，75年间从水银的4.2K提高到妮S错的23.22K，才提高了 19K。1986 年，高溫超导体的研究取得了重大的突破。掀起了 W研究金属氧化物陶瓷材料为对象，W寻 找高临界溫度超导体为目标的"超导热"。全世界有260多个实验小组参加了运场竞赛。1986 年1月，美国国际商用机器公司设在瑞±苏黎世实验室科学家柏诺兹和缪勒首先发现领铜 铜氧化物是高溫超导体，将超导溫度提高到30K;紧接着，日本东京大学工学部又将超导溫 度提高到37K; 12月30日，美国休斯敦大学宣布，美籍华裔科学家朱经武又将超导溫度提高 到40.2K。所W现在研制出一款高溫超导金属材料来满足行业的要求，使高溫超导材料能应 用于更多的行业和领域是一项尤为重要的任务。
【发明内容】
[0004] 为解决上述技术问题，本发明提供一种高溫超导金属材料及其制备方法，通过采 用特定原料进行组合，配合相应的生产工艺，得到了高溫超导金属材料，其耐低溫、超导性 能强、零电阻性质，能够满足行业的要求，具有较好的应用前景。
[0005] 本发明的目的可W通过W下技术方案实现： 一种高溫超导金属材料，由下列重量份的原料制成:二棚化儀10-20份、钢妮合金8-14 份、氧化祕8-12份、氧化铜7-13份、碳酸巧5-9份、氧化铁4-9份、氧化错3-7份、氧化铜锡3-8 份、氧化锡5-9份、娃化儀5-7份、硫化锋3-6份、稀±7-10份、纳米陶瓷粉6-12份、聚氨醋4-10 份、聚苯硫酸3-9份、丙締酸甲醋3-6份、对氯苯胺5-8份、乙酸异丙締醋4-7份、聚化咯2-4份、 变性剂5-8份、热稳定剂5-10份。
[0006] 优选地，所述的变性剂选自二氯苯甲酸、组胺憐酸盐、嫁蜡烧=甲基漠化锭、1-氨 基戊烧中的一种或几种。
[0007] 优选地，所述热稳定剂选自4-苯基下酷氯、1，1 -二异丙氧基S甲胺、3-氨基-2-甲 基苯甲酸甲醋、丙二酸单叔下醋中的一种或几种。
[0008] 所述的局温超导金属材料的制备方法，包括W下步骤： (1) 按照重量份称取各原料； (2) 将二棚化儀、钢妮合金、氧化祕、氧化铜、碳酸巧、氧化铁、氧化错、氧化铜锡、氧化 锡、娃化儀、硫化锋、稀±、纳米陶瓷粉、热稳定剂加入相蜗电阻炉，抽真空，真空烧结，烧结 溫度为940-970°C，烧结时间为2-3.5小时，得到真空烧结混合物； (3 )再将真空烧结混合物在惰性气体中冷却至380-420 °C，然后注入S漉混炼机内揽拌 密炼30-60分钟，密炼溫度为560°C，并依次加入聚氨醋、聚苯硫酸、丙締酸甲醋、聚化咯，揽 拌速度为500-650转/分钟； (4)往步骤(3)得到的混合物中加入对氯苯胺、乙酸异丙締醋、变性剂，揽拌均匀后加压 至20-30MPa，揽拌速度为500-650转/分钟，揽拌溫度为560°C，保溫揽拌1小时； 巧)将步骤(4)得到的混合物直接注入模具压制成型，将成型后的材料直接放入-8(TC 的低溫箱中冷却20-30分钟； (6)将低溫冷却后的成型物料放入惰性气体保存箱，冷却至室溫，得到成品。
[0009] 优选地，步骤(3)和步骤(6)中的惰性气体为氮气。
[0010] 本发明与现有技术相比，其有益效果为： (1)本发明的高溫超导金属材料W二棚化儀、钢妮合金、氧化祕、氧化铜、碳酸巧、氧化 铁、氧化错、氧化铜锡、氧化锡、娃化儀、硫化锋、稀±、纳米陶瓷粉为主要成分，通过加入聚 氨醋、聚苯硫酸、丙締酸甲醋、聚化咯、对氯苯胺、乙酸异丙締醋、变性剂、热稳定剂，辅W真 空烧结、高溫密炼、加压揽拌、压模冷却等工艺，使得制备而成的高溫超导金属材料，其耐低 溫、超导性能强、零电阻性质，能够满足行业的要求，具有较好的应用前景。
[0011] (2)本发明的高溫超导金属材料原料廉价、工艺简单，适于大规模工业化运用，实 用性强。
【具体实施方式】
[0012] 下面结合具体实施例对发明的技术方案进行详细说明。
[OOU]实施例1 (1) 称取二棚化儀10份、钢妮合金8份、氧化祕8份、氧化铜7份、碳酸巧5份、氧化铁4份、 氧化错3份、氧化铜锡3份、氧化锡5份、娃化儀5份、硫化锋3份、稀±7份、纳米陶瓷粉6份、聚 氨醋4份、聚苯硫酸3份、丙締酸甲醋3份、对氯苯胺5份、乙酸异丙締醋4份、聚化咯2份、二氯 苯甲酸5份、4-苯基下酷氯5份； (2) 将二棚化儀、钢妮合金、氧化祕、氧化铜、碳酸巧、氧化铁、氧化错、氧化铜锡、氧化 锡、娃化儀、硫化锋、稀±、纳米陶瓷粉、4-苯基下酷氯加入相蜗电阻炉，抽真空，真空烧结， 烧结溫度为940°C，烧结时间为2小时，得到真空烧结混合物； (3) 再将真空烧结混合物在氮气中冷却至380°C，然后注入=漉混炼机内揽拌密炼30分 钟，密炼溫度为560°C，并依次加入聚氨醋、聚苯硫酸、丙締酸甲醋、聚化咯，揽拌速度为500 转/分钟； (4) 往步骤(3)得到的混合物中加入对氯苯胺、乙酸异丙締醋、二氯苯甲酸，揽拌均匀后 加压至20MPa，揽拌速度为500转/分钟，揽拌溫度为560°C，保溫揽拌1小时； 巧)将步骤(4)得到的混合物直接注入模具压制成型，将成型后的材料直接放入-8(TC 的低溫箱中冷却20分钟； (6)将低溫冷却后的成型物料放入氮气保存箱，冷却至室溫，得到成品。
[0014]制得的高溫超导金属材料的性能测试结果如表1所示。
[001引实施例2 (1) 称取二棚化儀13份、钢妮合金11份、氧化祕9份、氧化铜10份、碳酸巧6份、氧化铁5 份、氧化错5份、氧化铜锡5份、氧化锡6份、娃化儀5份、硫化锋4份、稀±8份、纳米陶瓷粉8份、 聚氨醋6份、聚苯硫酸5份、丙締酸甲醋4份、对氯苯胺6份、乙酸异丙締醋5份、聚化咯3份、组 胺憐酸盐6份、1，1-二异丙氧基=甲胺7份； (2) 将二棚化儀、钢妮合金、氧化祕、氧化铜、碳酸巧、氧化铁、氧化错、氧化铜锡、氧化 锡、娃化儀、硫化锋、稀±、纳米陶瓷粉、1,1-二异丙氧基立甲胺加入相蜗电阻炉，抽真空，真 空烧结，烧结溫度为950°C，烧结时间为2.5小时，得到真空烧结混合物； (3) 再将真空烧结混合物在氮气中冷却至395°C，然后注入=漉混炼机内揽拌密炼40分 钟，密炼溫度为560°C，并依次加入聚氨醋、聚苯硫酸、丙締酸甲醋、聚化咯，揽拌速度为550 转/分钟； (4) 往步骤(3)得到的混合物中加入对氯苯胺、乙酸异丙締醋、组胺憐酸盐，揽拌均匀后 加压至23MPa，揽拌速度为550转/分钟，揽拌溫度为560°C，保溫揽拌1小时； 巧)将步骤(4)得到的混合物直接注入模具压制成型，将成型后的材料直接放入-8(TC 的低溫箱中冷却24分钟； (6)将低溫冷却后的成型物料放入氮气保存箱，冷却至室溫，得到成品。
[0016] 制得的高溫超导金属材料的性能测试结果如表1所示。
[0017] 实施例3 (1) 称取二棚化儀17份、钢妮合金13份、氧化祕11份、氧化铜12份、碳酸巧8份、氧化铁8 份、氧化错6份、氧化铜锡7份、氧化锡7份、娃化儀6份、硫化锋5份、稀±9份、纳米陶瓷粉10 份、聚氨醋8份、聚苯硫酸8份、丙締酸甲醋5份、对氯苯胺7份、乙酸异丙締醋6份、聚化咯3份、 嫁蜡烧=甲基漠化锭7份、3-氨基-2-甲基苯甲酸甲醋9份； (2) 将二棚化儀、钢妮合金、氧化祕、氧化铜、碳酸巧、氧化铁、氧化错、氧化铜锡、氧化 锡、娃化儀、硫化锋、稀±、纳米陶瓷粉、3-氨基-2-甲基苯甲酸甲醋加入相蜗电阻炉，抽真 空，真空烧结，烧结溫度为960°C，烧结时间为3小时，得到真空烧结混合物； (3) 再将真空烧结混合物在氮气中冷却至410°C，然后注入=漉混炼机内揽拌密炼50分 钟，密炼溫度为560°C，并依次加入聚氨醋、聚苯硫酸、丙締酸甲醋、聚化咯，揽拌速度为600 转/分钟； (4) 往步骤(3)得到的混合物中加入对氯苯胺、乙酸异丙締醋、嫁蜡烧=甲基漠化锭，揽 拌均匀后加压至27MPa，揽拌速度为600转/分钟，揽拌溫度为560°C，保溫揽拌1小时； 巧)将步骤(4)得到的混合物直接注入模具压制成型，将成型后的材料直接放入-8(TC 的低溫箱中冷却28分钟； (6)将低溫冷却后的成型物料放入氮气保存箱，冷却至室溫，得到成品。
[0018] 制得的高溫超导金属材料的性能测试结果如表1所示。
[0019] 实施例4 (1)称取二棚化儀20份、钢妮合金14份、氧化祕12份、氧化铜13份、碳酸巧9份、氧化铁9 份、氧化错7份、氧化铜锡8份、氧化锡9份、娃化儀7份、硫化锋6份、稀±10份、纳米陶瓷粉12 份、聚氨醋10份、聚苯硫酸9份、丙締酸甲醋6份、对氯苯胺8份、乙酸异丙締醋7份、聚化咯4 份、1-氨基戊烧8份、丙二酸单叔下醋10份； (2) 将二棚化儀、钢妮合金、氧化祕、氧化铜、碳酸巧、氧化铁、氧化错、氧化铜锡、氧化 锡、娃化儀、硫化锋、稀±、纳米陶瓷粉、丙二酸单叔下醋加入相蜗电阻炉，抽真空，真空烧 结，烧结溫度为970°C，烧结时间为3.5小时，得到真空烧结混合物； (3) 再将真空烧结混合物在氮气中冷却至420°C，然后注入=漉混炼机内揽拌密炼60分 钟，密炼溫度为560°C，并依次加入聚氨醋、聚苯硫酸、丙締酸甲醋、聚化咯，揽拌速度为650 转/分钟； (4) 往步骤(3)得到的混合物中加入对氯苯胺、乙酸异丙締醋、1-氨基戊烧，揽拌均匀后 加压至30MPa，揽拌速度为650转/分钟，揽拌溫度为560°C，保溫揽拌1小时； 巧)将步骤(4)得到的混合物直接注入模具压制成型，将成型后的材料直接放入-8(TC 的低溫箱中冷却30分钟； (6)将低溫冷却后的成型物料放入氮气保存箱，冷却至室溫，得到成品。
[0020] 制得的高溫超导金属材料的性能测试结果如表1所示。
[0021] 对比例1 (1) 称取二棚化儀10份、钢妮合金8份、碳酸巧5份、氧化铁4份、氧化错3份、氧化铜锡3 份、氧化锡5份、娃化儀5份、硫化锋3份、稀±7份、纳米陶瓷粉6份、聚苯硫酸3份、丙締酸甲醋 3份、对氯苯胺5份、乙酸异丙締醋4份、聚化咯2份、二氯苯甲酸5份、4-苯基下酷氯5份； (2) 将二棚化儀、钢妮合金、碳酸巧、氧化铁、氧化错、氧化铜锡、氧化锡、娃化儀、硫化 锋、稀±、纳米陶瓷粉、4-苯基下酷氯加入相蜗电阻炉，抽真空，真空烧结，烧结溫度为940 °C，烧结时间为2小时，得到真空烧结混合物； (3) 再将真空烧结混合物在氮气中冷却至380°C，然后注入=漉混炼机内揽拌密炼30分 钟，密炼溫度为560°C，并依次加入聚苯硫酸、丙締酸甲醋、聚化咯，揽拌速度为500转/分钟； (4) 往步骤(3)得到的混合物中加入对氯苯胺、乙酸异丙締醋、二氯苯甲酸，揽拌均匀后 加压至20MPa，揽拌速度为500转/分钟，揽拌溫度为560°C，保溫揽拌1小时； 巧)将步骤(4)得到的混合物直接注入模具压制成型，将成型后的材料直接放入-8(TC 的低溫箱中冷却20分钟； (6)将低溫冷却后的成型物料放入氮气保存箱，冷却至室溫，得到成品。
[0022] 制得的高溫超导金属材料的性能测试结果如表1所示。
[0023] 对比例2 (1) 称取二棚化儀20份、氧化祕12份、氧化铜13份、氧化铁9份、氧化错7份、氧化铜锡8 份、氧化锡9份、娃化儀7份、硫化锋6份、稀±10份、纳米陶瓷粉12份、聚氨醋10份、丙締酸甲 醋6份、对氯苯胺8份、乙酸异丙締醋7份、聚化咯4份、1-氨基戊烧8份、丙二酸单叔下醋10份； (2) 将二棚化儀、氧化祕、氧化铜、氧化铁、氧化错、氧化铜锡、氧化锡、娃化儀、硫化锋、 稀±、纳米陶瓷粉、丙二酸单叔下醋加入相蜗电阻炉，抽真空，真空烧结，烧结溫度为97(TC， 烧结时间为3.5小时，得到真空烧结混合物； (3) 再将真空烧结混合物在氮气中冷却至420°C，然后注入=漉混炼机内揽拌密炼60分 钟，密炼溫度为560°C，并依次加入聚氨醋、丙締酸甲醋、聚化咯，揽拌速度为650转/分钟； (4) 往步骤(3)得到的混合物中加入对氯苯胺、乙酸异丙締醋、1-氨基戊烧，揽拌均匀后 加压至30MPa，揽拌速度为650转/分钟，揽拌溫度为560°C，保溫揽拌1小时； 巧)将步骤(4)得到的混合物直接注入模具压制成型，将成型后的材料直接放入-8(TC 的低溫箱中冷却30分钟； (6)将低溫冷却后的成型物料放入氮气保存箱，冷却至室溫，得到成品。
[0024] 制得的高溫超导金属材料的性能测试结果如表1所示。
[0025] 将实施例1-4和对比例1-2的高溫超导金属材料分别进行电阻、临界电流密度、电 导率的性能测试。 r00261 亲 1
' 本发明的高溫超导金属材料W二棚化儀、钢妮合金、氧化祕、氧I化铜、碳酸巧、氧化铁、I 氧化错、氧化铜锡、氧化锡、娃化儀、硫化锋、稀±、纳米陶瓷粉为主要成分，通过加入聚氨 醋、聚苯硫酸、丙締酸甲醋、聚化咯、对氯苯胺、乙酸异丙締醋、变性剂、热稳定剂，辅W真空 烧结、高溫密炼、加压揽拌、压模冷却等工艺，使得制备而成的高溫超导金属材料，其耐低 溫、超导性能强、零电阻性质，能够满足行业的要求，具有较好的应用前景。本发明的高溫超 导金属材料原料廉价、工艺简单，适于大规模工业化运用，实用性强。
[0027] W上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发 明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领 域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
【主权项】
1. 一种高温超导金属材料，其特征在于：由下列重量份的原料制成:二硼化镁10-20份、 钼银合金8-14份、氧化祕8-12份、氧化铜7-13份、碳酸妈5-9份、氧化钛4-9份、氧化错3-7份、 氧化铟锡3_8份、氧化锡5_9份、娃化儀5_7份、硫化锌3_6份、稀土7-10份、纳米陶瓷粉6-12 份、聚氨酯4-10份、聚苯硫醚3-9份、丙烯酸甲酯3-6份、对氯苯胺5-8份、乙酸异丙烯酯4-7 份、聚吡咯2-4份、变性剂5-8份、热稳定剂5-10份。2. 根据权利要求1所述的高温超导金属材料，其特征在于:所述的变性剂选自二氯苯甲 酸、组胺磷酸盐、鲸蜡烷三甲基溴化铵、1-氨基戊烷中的一种或几种。3. 根据权利要求1所述的高温超导金属材料，其特征在于:所述热稳定剂选自4-苯基丁 酰氯、1，1_二异丙氧基三甲胺、3-氨基-2-甲基苯甲酸甲酯、丙二酸单叔丁酯中的一种或几 种。4. 根据权利要求1-3任一所述的高温超导金属材料的制备方法，其特征在于，包括以下 步骤： (1)按照重量份称取各原料； (2 )将二硼化镁、钼银合金、氧化祕、氧化铜、碳酸妈、氧化钛、氧化错、氧化铟锡、氧化 锡、硅化镁、硫化锌、稀土、纳米陶瓷粉、热稳定剂加入坩埚电阻炉，抽真空，真空烧结，烧结 温度为940-970°C，烧结时间为2-3.5小时，得到真空烧结混合物； (3) 再将真空烧结混合物在惰性气体中冷却至380-420 °C，然后注入三辊混炼机内搅拌 密炼30-60分钟，密炼温度为560°C，并依次加入聚氨酯、聚苯硫醚、丙烯酸甲酯、聚吡咯，搅 拌速度为500-650转/分钟； (4) 往步骤(3)得到的混合物中加入对氯苯胺、乙酸异丙烯酯、变性剂，搅拌均匀后加压 至20-30MPa，搅拌速度为500-650转/分钟，搅拌温度为560°C，保温搅拌1小时； (5) 将步骤(4)得到的混合物直接注入模具压制成型，将成型后的材料直接放入-80°C 的低温箱中冷却20-30分钟； (6) 将低温冷却后的成型物料放入惰性气体保存箱，冷却至室温，得到成品。5. 根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于步骤(3)和步骤(6)中的惰性气体为氦 气。
【文档编号】C22C32/00GK106048370SQ201610446766
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年6月21日
【发明人】黄润翔
【申请人】苏州洪河金属制品有限公司