专利名称：一种控制喷雾干燥法制备蓝粉中主量元素配比的方法
技术领域：
本发明涉及超导粉，具体涉及的是铋系超导前驱液在经过喷雾干燥工艺后控制蓝粉中主量元素配比的方法，利用该方法能同时控制铋系超导粉五种主量元素的配比，从而可以实现生产上的定量控制。
背景技术：
铋系超导粉是制备铋系超导带材的主要原材料之一，目前主要使用喷雾裂解法或喷雾干燥法制备超导粉。喷雾干燥法具有超导粉末成分均勻，颗粒细小，反应活性高，工艺简单易行，质量易控，重现性好等特点，但干燥过程中会出现主量元素的配比偏离，使得最终的超导粉成分不可控制。不同的主量元素配比对最终超导带材性能有显著影响，超导前驱液经过喷雾干燥后称之为蓝粉，如何测定及控制主量元素在喷雾干燥前后的配比就尤为重要。在目前现有的技术材料中，没有系统的专利或文献介绍喷雾干燥法制备蓝粉中主量元素的配比偏离，以往文献中也有一些使用仪器分析关于五种主量元素中某单一元素的测定方法，对单一元素分别进行测定的缺点是耗时长，在生产中不利于操作。相关文献中没有关于铋系超导粉五种主量元素同时测定的方法，本发明提出一种控制喷雾干燥法制备蓝粉中主量元素配比的方法，来同时控制五种主量元素的配比。
发明内容
铋系超导粉所含五种元素(Bi、Ca、Cu、Pb、Sr)位于周期表中不同位置，其化学性质包括熔点、沸点、溶解性等各有不同，所构成的硝酸盐性质亦各不相同，在不同的喷雾干燥条件下，各种元素的变化会影响最终各元素的相对配比，进而影响带材最终性能。本发明的目的是针对铋系超导前驱液经喷雾干燥制备蓝粉时主量元素配比发生变化的现象，提出一种同时控制铋系超导粉五种主量元素配比的方法。首先，建立一种同时测定铋系超导粉五种主量元素的分析方法，本发明采用电感耦合等离子体发射光谱仪(ICP-AEQ来同时测定五种主量元素的含量，然后通过五种主量元素的含量来计算配比，优化了仪器参数以消除仪器本身的背景干扰，通过分析线选择及谱图校正降低多元素间的光谱干扰。将本发明的测定方法与常规化学分析方法如滴定和紫外光谱等方法进行对比，以验证其准确性满足测试要求。本发明具体的分析方法是配制目标配比的铋系超导前驱液，经过喷雾干燥法制备蓝粉，采用ICP-AES测定铋系超导前驱液及蓝粉中的主量元素含量。样品处理方法铋系超导前驱液为用移液管准确移取Iml前驱液至烧杯中缓慢加入4mLl 1的盐酸和 4mLl 1的HN03，转移至容量瓶中，用去离子水稀释至100ml。样品处理方法蓝粉为用电子天平准确称取铋系超导粉0. IOOOg 0. 1500g于小烧杯中，缓慢加入4mLl 1的盐酸和 4mLl 1的HN03加热使之完全溶解，冷却后转移到容量瓶中，用去离子水稀释至IOOmL,摇勻。然后，用去离子水冲洗炬管，测样间隙用1-10%稀盐酸冲洗炬管。工作参数为泵速为130rpm ；射频信号发生器的功率为1150W ；雾化气压力为30. Opsi ；辅助气流量为0. 51pm ； 保持光室温度在90 士 0.5° F;电荷注入式检测器(CID)工作温度在-40°C。五种待测元素分析线为Bi223. Inm(151)、Pb220. 3nm(128)、Sr 232. 2nm(145)、Ca317. 9nm(182)、 Cu324. 7nm(152)。Β 223. lnm(151)。说明:Bi 为元素，223. Inm 为波长，151 为级次，其它元
素说明类似。然后，在本发明分析方法建立后，对五种主量元素分别在合理的范围内选择各元素的配比变化点，在不改变其他元素配比的情况下，测定超导前驱液与蓝粉中这一元素的配比变化，从而获得五种主量元素在喷雾干燥过程中单元素的变化情况。五种主量元素中各元素的具体配比范围选择及配比变化点的选取为在Bi配比从1. 7-2. 0范围内，配比每增加0.05配制一种铋系超导前驱液，其它元素的配比分别是Ca为1.5，Cu为2. 5，1 为
0.25，Sr为2。在Ca配比从1. 5-2. 5范围内，配比每增加0. 25配制一种铋系超导前驱液， 其它元素的配比分别是=Bi为1. 7，Cu为2. 5，Pb为0. 25，Sr为2。在Cu配比从2. 5-4. 0范围内，配比每增加0. 5配制一种铋系超导前驱液，其它元素的配比分别是Bi为1. 7，Ca为
1.5，Pb为0. 25，Sr为2。在Pb配比从0. 25-0. 40范围内，配比每增加0. 05配制一种铋系超导前驱液，其它元素的配比分别是Bi为1. 7，Ca为1. 5，Cu为2. 5，Sr为2。得到所述的控制铋系超导粉五种成分配比的方法为Bi :y = 0. 9174x+0. 1406Ca :y = 1. 0334χ_0· 0586Cu :y = 0. 9428x+0. 0417Pb :y = 1. 0161x-0. 0041主量元素配比以锶为2进行换算。其中y为蓝粉配比的目标值，χ为铋系超导前驱液的配比。使用本发明的方法可产生的有益效果本发明结果表明五种主量元素在现有的喷雾干燥工艺下呈现非常好的线性变化， 且不同元素间不存在交互干扰。通过本发明的控制喷雾干燥法制备蓝粉中主量元素配比的方法，可以实现生产上的定量控制，获得具有理想元素配比组成的铋系超导粉。
具体实施例方式实施例1要配制的蓝粉配比的目标值Bi为2，Ca为2，Cu为3，Pb为0. 3，Sr为2 ；则通过本发明的控制铋系超导粉五种成分配比的方法，可得到铋系超导前驱液的配比值为Bi为
2.03，Ca 为 1. 99，Cu 为 3. 14，Pb 为 0. 29，Sr 为 2。实施例2要配制的蓝粉配比的目标值Bi为2，Ca为2. 5，Cu为3，Pb为0. 35，Sr为2 ；则通过本发明的控制铋系超导粉五种成分配比的方法，可得到铋系超导前驱液的配比值为Bi 为 2. 03，Ca 为 2. 48，Cu 为 3. 14，Pb 为 0. 34，Sr 为 2。以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制。虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。
权利要求
1.一种控制喷雾干燥法制备蓝粉工艺中主量元素配比的方法，其特征在于建立了同时测定铋系超导粉中五种主量元素(Bi、Ca、Cu、Pb、Sr)的分析方法，所述的控制铋系超导粉成分配比的方法为Bi :y = 0.9174x+0. 1406Ca :y = 1.0334x-0. 0586Cu :y = 0.9428x+0. 0417Pb :y = 1.0161x-0. 0041主量元素配比以Sr为2进行换算。其中y为蓝粉配比的目标值，χ为铋系超导前驱液的配比。
2.根据权利要求1所述的控制喷雾干燥法制备蓝粉工艺中主量元素配比的方法，其特征在于所述的元素Bi的控制方法为y = 0. 9174x+0. 1406。
3.根据权利要求1所述的控制喷雾干燥法制备蓝粉工艺中主量元素配比的方法，其特征在于所述的元素Ca的控制方法为y = 1. 0334x-0. 0586。
4.根据权利要求1所述的控制喷雾干燥法制备蓝粉工艺中主量元素配比的方法，其特征在于所述的元素Cu的控制方法为y = 0. 9428x+0. 0417。
5.根据权利要求1所述的控制喷雾干燥法制备蓝粉工艺中主量元素配比的方法，其特征在于所述的元素1 的控制方法为y = 1. 0161X-0. 0041。
6.根据权利要求1所述的控制喷雾干燥法制备蓝粉工艺中主量元素配比的方法，其特征在于所述的控制方法中，元素Sr的配比为2。
7.根据权利要求1所述的控制喷雾干燥法制备蓝粉工艺中主量元素配比的方法，其特征在于所述的分析方法中采用电感耦合等离子体发射光谱仪来测定铋系超导前驱液及蓝粉中的主量元素含量。
8.根据权利要求7所述的控制喷雾干燥法制备蓝粉工艺中主量元素配比的方法，其特征在于在所述分析方法中测样间隙中用1-10%稀盐酸冲洗炬管。
9.根据权利要求1-7所述的控制喷雾干燥法制备蓝粉工艺中主量元素配比的方法，其特征在于五种待测元素分析线为:Bi223. lnm(151)、Pb220. 3nm(128)、Sr 232. 2nm(145)、 Ca317. 9nm(182)、Cu324. 7nm(152)。
10.根据权利要求1-7所述的控制喷雾干燥法制备蓝粉工艺中主量元素配比的方法， 其特征在于所述的分析方法中五种主量元素中各元素的具体配比范围为Bi为1. 7-2. 0， Ca 为 1. 5-2. 5，Cu 为 2. 5-4. 0，Pb 为 0. 25-0. 40，Sr 为 2。
全文摘要
本发明涉及超导粉，具体涉及的是铋系超导前驱液在经过喷雾干燥工艺后控制蓝粉中主量元素配比的方法，建立一种同时测定铋系超导粉五种主量元素的分析方法，采用电感耦合等离子体发射光谱仪来同时测定五种主量元素的含量，然后通过五种主量元素的含量来计算配比，优化了仪器参数以消除仪器本身的背景干扰，通过分析线选择及谱图校正降低多元素间的光谱干扰。得到所述的控制铋系超导粉五种成分配比的方法，利用该方法能同时控制铋系超导粉五种主量元素的配比，从而可以实现生产上的定量控制，获得具有理想元素配比组成的铋系超导粉。
文档编号C04B35/453GK102557611SQ20111045277
公开日2012年7月11日 申请日期2011年12月30日 优先权日2011年12月30日
发明者包蕊 申请人:北京英纳超导技术有限公司