一种纳米超导复合材料及其制备方法与流程

文档序号:15740067发布日期:2018-10-23 22:08阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种纳米超导复合材料,其特征在于,包括以下重量份的原料:80~120份石墨烯、30~50份钇粉、30~50份铌粉、20~30份氟化钠、12~15份金属催化剂、20~30份银粉、160~320份异丙醇、15~20份碳酸钙、25~30份甲基纤维素、10~15份硼酸钠、10~15份苯甲酸、10~15份硝酸钙、10~15份硫酸钡、5~10份分散剂、5~10份聚苯硫醚、10~20份PPS树脂、3~5份单壁碳纳米管、20~25份超导电炭黑、5~10份导电金属混合物、5~10份碳纳米管分散液、1~5份流变剂、3~5份抗氧剂。

2.根据权利要求1所述的一种纳米超导复合材料,其特征在于,包括以下重量份的原料:90~110份石墨烯、35~45份钇粉、35~45份铌粉、25~27份氟化钠、13~14份金属催化剂、25~27份银粉、180~300份异丙醇、16~19份碳酸钙、26~29份甲基纤维素、12~13份硼酸钠、12~13份苯甲酸、12~13份硝酸钙、12~13份硫酸钡、6~9份分散剂、6~9份聚苯硫醚、13~17份PPS树脂、3~5份单壁碳纳米管、21~24份超导电炭黑、6~9份导电金属混合物、6~9份碳纳米管分散液、2~4份流变剂、3~5份抗氧剂。

3.根据权利要求1所述的一种纳米超导复合材料,其特征在于,包括以下重量份的原料:100份石墨烯、40份钇粉、40份铌粉、25份氟化钠、13.5份金属催化剂、25份银粉、240份异丙醇、17.5份碳酸钙、27.5份甲基纤维素、12.5份硼酸钠、12.5份苯甲酸、12.5份硝酸钙、12.5份硫酸钡、7.5份分散剂、7.5份聚苯硫醚、15份PPS树脂、4份单壁碳纳米管、22.5份超导电炭黑、7.5份导电金属混合物、7.5份碳纳米管分散液、3份流变剂、4份抗氧剂。

4.根据权利要求1所述的一种纳米超导复合材料,其特征在于,所述石墨烯、钇粉、铌粉、银粉与超导电炭黑的重量比为3~4:1:1:1:0.6~0.8。

5.一种纳米超导复合材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤,

S1,石墨烯预处理,在石墨烯中掺入氟化钠,并加入金属催化剂,混匀,在惰性气体保护下在650~700℃加热,加热时间控制在10~15min,将氟化钠固定在石墨烯表面上;

S2,单壁碳纳米管和碳纳米管分散液超声混合得到单壁碳纳米管分散液;

S3,将预处理的石墨烯和单壁碳纳米管分散液置于容器内,用异丙醇溶解,再加入分散剂、聚苯硫醚、PPS树脂,用强力混合器共混,然后再用超声波分散仪进行超声分散,超声频率为30~0kHz,时间为2~4h,形成均质的纳米碳导电纤维材料溶液;

S4,向纳米碳导电纤维材料溶液中加入球形纳米钇粉,搅拌均匀后过滤得到滤渣,将滤渣真空干燥,得到混合粉体;混合粉体在还原性气氛中进行热处理,热处理的温度为500℃~800℃,升温速度为20℃/min~50℃/min,得到纳米碳导电纤维材料包覆钇粉;

S5,将超导电炭黑、导电金属混合物、银粉、铌粉和纳米碳导电纤维材料包覆钇粉干燥,置于研磨机内研磨12~14小时,制得粉料,粉料置于真空管式炉内,升温加热至900~950℃,恒温预热10~16小时,取出,制得混合粉料A;

S6,取碳酸钙、甲基纤维素、硼酸钠、苯甲酸、流变剂、抗氧剂、硝酸钙和硫酸钡置于研磨机内,以蒸馏水为助磨剂球磨2~6小时,然后加入木质素磺酸钠继续球磨4小时,取出,烘干,制得混合粉料B;

S7,将上述混合粉料A和混合粉料B混合后,使用模具压制成形,压制压力为15~20MPa,制成块片状料坯,用铌箔包裹,将包裹好的块片状料坯装入石英舟中,将石英舟放在管式炉中,在5~7%的氢气与96~98%的氮气混合气保护中,将炉温升温至1050~1450℃,保温7~9h进行烧结反应,然后快速冷却至室温,即制得纳米碳导电纤维钇铌银超导材料。

6.根据权利要求1所述的一种纳米超导复合材料的制备方法,其特征在于,所述S1中,石墨烯预处理,在石墨烯中掺入氟化钠,并加入金属催化剂,混匀,在惰性气体保护下在675℃加热,加热时间控制在12.5min,将氟化钠固定在石墨烯表面上

7.根据权利要求1所述的一种纳米超导复合材料的制备方法,其特征在于,所述S3中,超声频率为10kHz,时间为3h,形成均质的纳米碳导电纤维材料溶液。

8.根据权利要求1所述的一种纳米超导复合材料的制备方法,其特征在于,所述S4中,向纳米碳导电纤维材料溶液中加入球形纳米钇粉,搅拌均匀后过滤得到滤渣,将滤渣真空干燥,得到混合粉体;混合粉体在还原性气氛中进行热处理,热处理的温度为650℃,升温速度为35℃/min,得到纳米碳导电纤维材料包覆钇粉。

9.根据权利要求1所述的一种纳米超导复合材料的制备方法,其特征在于,所述S5中,将超导电炭黑、导电金属混合物、银粉、铌粉和纳米碳导电纤维材料包覆钇粉干燥,置于研磨机内研磨13小时,制得粉料,粉料置于真空管式炉内,升温加热至925℃,恒温预热13小时,取出,制得混合粉料A。

10.根据权利要求1所述的一种纳米超导复合材料的制备方法,其特征在于,所述S6,以蒸馏水为助磨剂球磨4小时,然后加入木质素磺酸钠继续球磨4小时,取出,烘干,制得混合粉料B。

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