專利名稱：一種二硼化鎂超導材料的制備方法
技術領域：
本發明涉及一種制備二硼化鎂超導材料的方法。
背景技術：
自從2001年日本Akimitsu等人發現臨界轉變溫度為39K的二硼化鎂(MgB2)超導體以來，各國科學家對二硼化鎂超導材料進行了大量深入的研究。與低溫超導材料相比，
可以擺脫昂貴的液氦而工作在液氫或制冷機制冷溫區(15 25K)，降低使用及維護費用；與高溫超導體相比，MgB2結構簡單、相干長度比較大，不會由于晶界弱連接而使臨界電流密度大幅降低，易于制備具有高電流密度的超導線帶材，在超導磁體尤其是磁共振成像 (MRI)磁體領域具有重大的發展潛力和應用前景。本發明能有效活化MgB2粉末原料，對原料要求低，并能顯著提高MgB2的超導性能，所制備的MgB2超導材料具有低成本、高性能等特點。應用本發明方法制備的MgB2超導帶材在4. 2K，9T下，其臨界電流密度比未采用本發明方法時高出兩個數量級以上，所制備的MgB2塊材在漲，6. 5T下，其臨界電流密度比未采用本發明方法時同樣高出兩個數量級以上。采用該發明方法制備的MgB2超導體不但具有優良的超導性，而且其原料成本可以降低 90 %，這將極大的推廣MRI的使用范圍，具有廣闊的市場應用前景。目前，性能最好的MgB2超導體是由高純、無定形B粉(純度大于99. 99wt%的非晶態B粉)制備得到。然而，高純B粉(純度大于99. 99wt%的B粉)的價格比低純B粉高10倍以上，不利于MgB2超導體的商業推廣。更為重要的是，高純、無定形B粉的制備條件非常苛刻，其產量遠不能滿足實際需求，近年來已沒有存貨(Kim J H，Heo Yoon-Uk, Matsumoto A, Kumakura H, Rindfleisch M,Tomsic M and Dou S X 2010 Supercond. Sci. Technol. 23 075014)，國外廠商已經對我國禁售高純、無定形B粉。因此，用低純B粉(B粉的純度為90 99. 99wt%)來制備超導體越來越受到人們的關注。但是低純B粉不但含有較多的雜質，而且大部分是穩定的高溫結晶相，很難和Mg粉發生完全的化學反應，因此，用低純B粉制備超導體時，其性能比較低([Chen S K，Yates K A,Blamire M G and MacManus-Driscoll J L 2005Supercond. Sci. Technol. 181473], [Kim J H, Heo Yoon-Uk, Matsumoto A, Kumakura H,Rindfleisch Μ,Tomsic M and Dou S X 2010 Supercond. Sci. Technol. 23075014])。原位法制備MgB2超導體，通常用瑪瑙球和罐進行短時間球磨(球磨時間彡Ih) 來實現Mg粉、B粉和摻雜物的混合，然后將混合粉末壓片或者裝入金屬管加工成線帶材 (Wang C D，Ma Y W,Zhang X P,Wang D L，Gao Z S, Yao C, Awaji S and Watanabe K 2011 Supercond. Sci. Technol. 24 105005)。瑪瑙的密度低，球磨過程中磨球的瞬時沖擊力比較小，加之球磨時間非常短，因此，瑪瑙短時球磨僅起到混合原料的作用，無法活化甚至合金化粉末原料
發明內容
本發明的目的是針對MgB2高性能高成本、低成本低性能的制備現狀，提供一種低成本、高性能二硼化鎂超導材料的制備方法。本發明利用高密度磨球和球磨罐增加球磨的瞬時沖擊力，結合較長球磨時間，能有效細化甚至合金化含低純B的粉末原料，為反應提供活化能，顯著地提高了 MgB2超導材料的超導性能，而且使MgB2的原料成本降低90%。本發明采用的技術方案是將B粉和Mg粉加入磨球和球磨罐中，所述B粉的純度為90 99. 99wt%，所述的磨球和球磨罐的密度大于5g/cm3，磨球和球磨罐可以是碳化鎢、 不銹鋼或氧化鋯的磨球和球磨罐。將所述的B粉和Mg粉置于氬氣氣氛下進行球磨處理，球磨處理時間為1 150h。或者將所述的B粉、Mg粉和摻雜體加入密度大于5g/cm3的磨球和球磨罐在氬氣氣氛下進行1 150h球磨處理，所述的摻雜體可以是納米C、納米SiCJI 氫化合物或碳水化合物；還可以將所述的B粉加入密度大于5g/cm3的磨球和球磨罐中，在氬氣氣氛下進行1 150h球磨處理。將上述經過球磨的粉末壓片，得到塊材，或將上述經過球磨的粉末裝入金屬管中，經過塑性加工得到Mg^超導線材或帶材，然后將所述的 MgB2塊材、線材或帶材在氬氣氣氛中進行燒結，最終制得MgB2超導材料。本發明制備方法的步驟如下(1)按照摩爾比Mg B = 1 2稱量Mg粉和B粉，所述的B粉純度范圍為90 99. 99wt%，將上述原料放入球磨罐中并密封，磨球直徑為3 10mm，所述的磨球和球磨罐密度大于5g/cm3，球料比為1 1 100 1，以上操作在通有氬氣的手套箱中完成。然后， 在100 1000r/min的轉速下球磨1 150h，得到的先驅粉。也可以在通有氬氣的手套箱中先將所述的B粉放入球磨罐中并密封進行預球磨， 磨球直徑為3 10mm，球料比為1 1 100 1，在100 1000r/min的轉速下進行預球磨1 150h。然后按照摩爾比Mg B = 1 2稱量Mg粉和經過預球磨的B粉，將上述Mg 粉和經過預球磨的B粉放入球磨罐中并密封，球磨處理1 150h后得到MgB2的先驅粉。(2)將步驟⑴制得的粉末壓片，得到塊材；或將步驟⑴制得的粉末裝入金屬管中，密封后經旋鍛、拉拔或軋制加工成線材或帶材。(3)將步驟(2)得到的塊材、線材或帶材在氬氣氣氛中燒結，燒結溫度為600 1000°C，保溫0. 5- ，便得到具有高臨界電流密度的二硼化鎂超導材料。本發明還可以在步驟(1)所稱量的Mg粉和B粉中添加納米C、納米SiC、碳氫化合物、碳水化合物等摻雜物，摻雜物的質量是所述的Mg粉和B粉總質量的0. 02 10%，加入摻雜物可進一步提高MgB2的高場性能。本發明利用高密度磨球和球磨罐增加球磨的瞬時沖擊力，結合較長球磨時間，能有效細化甚至合金化含低純B的粉末原料，為反應提供活化能，使MgB2更容易合成而且晶粒細小，從而其晶粒連接性和晶界釘扎得到有效提高。同時劇烈的碰撞會剝落、細化低純B 粉表面的&03、Mg0等雜質，這些被細化的第二相彌散在整個超導體中可以很好的充當釘扎中心，提高本發明制備MgB2的臨界電流密度。本發明能有效活化制備Mg 超導體的粉末原料，對原料要求低，并能細化的晶粒尺寸，從而顯著提高其超導性能，所制備的 MgB2超導材料具有低成本、高性能等特點。
圖1為比較例1制備MgB2樣品的TEM照片；
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圖2為實施例1制備MgB2樣品的TEM照片。
具體實施例方式比較例1在通有氬氣的手套箱中按照摩爾比Mg B= 1 2稱量Mg粉和B粉，B粉純度為96wt%，將這些原料放入瑪瑙球磨罐中，瑪瑙磨球直徑為6mm和10mm，球料比為64 1。 然后，在250r/min的轉速下球磨30min，將上述粉末裝入純鐵管中，密封后以8%的變形率依次進行旋鍛、拉拔和軋制，得到0. 5mmX4. Omm的帶材，在氬氣氣氛下燒結，燒結溫度為 700°C，保溫lh，制得超導帶材。在4. I下用標準四引線法測量樣品的臨界電流Ic隨磁場的變化情況，失超判據為1 μ V/cm,并根據臨界電流I。和MgB2超導芯的橫截面積計算得到帶材的臨界電流密度僅為72. 7A/cm2(4. 2K,9T)。實施例1在通有氬氣的手套箱中按照摩爾比Mg B= 1 2稱量Mg粉和B粉，B粉純度為96wt%，將這些原料放入碳化鎢球磨罐中并密封，碳化鎢磨球的直徑為5mm和10mm，球料比為64 1。然后，在250r/min的轉速下球磨80h，將上述粉末裝入純鐵管中，密封后以 8%的變形率依次進行旋鍛、拉拔和軋制，得到0. 5mmX 4. Omm的帶材，在氬氣氣氛下燒結， 燒結溫度為700°C，保溫lh，制得MgB2超導帶材。如圖1、圖2所示，碳化鎢球磨80h制備得到MgB2樣品的晶粒尺寸小于50nm，而瑪瑙球磨30min制備得到MgB2樣品的晶粒尺寸超過 200nm。可見，碳化鎢長時球磨制備得到MgB2樣品的晶粒尺寸比瑪瑙短時球磨制備的MgB2 樣品明顯減小。在4. I下用標準四引線法測量樣品的臨界電流I。隨磁場的變化情況，失超判據為1 μ V/cm,并根據臨界電流I。和MgB2超導芯的橫截面積計算得到帶材的臨界電流密度為2320A/cm2 (4. 2K，9T)，是比較例1的31. 9倍。實施例2在通有氬氣的手套箱中按照摩爾比Mg B= 1 2稱量Mg粉和B粉，B粉純度為 96wt%，將這些原料放入碳化鎢球磨罐中并密封，碳化鎢磨球的直徑為5mm和10mm，球料比為64 1。然后，在250r/min的轉速下球磨80h，將上述粉末裝入純鐵管中，密封后以8% 的變形率依次進行旋鍛、拉拔和軋制，得到0. 5mmX4. Omm的帶材，在氬氣氣氛下燒結，燒結溫度為650°C，保溫池，制得Mg^超導帶材。在4. ^(下用標準四引線法測量樣品的臨界電流I。隨磁場的變化情況，失超判據為1 μ V/cm,并根據臨界電流I。和MgB2超導芯的橫截面積計算得到帶材的臨界電流密度為^00A/cm2(4. I，9T)，是比較例1的38. 5倍。實施例3在通有氬氣的手套箱中按照摩爾比Mg B=I 2稱量Mg粉和B粉，B粉的純度為 96wt%,量取Mg粉和B粉總質量5%的丙酮，將這些原料放入碳化鎢球磨罐中并密封，碳化鎢磨球的直徑為5mm和10mm，球料比為64 1。然后，在250r/min的轉速下球磨40h，將上述粉末裝入純鐵管中，密封后以8%的變形率依次進行旋鍛、拉拔和軋制，得到0. 5mmX4. Omm 的帶材，在氬氣氣氛下燒結，燒結溫度為700°C，保溫lh，制得超導帶材。在4. I下用標準四引線法測量樣品的臨界電流I。隨磁場的變化情況，失超判據為1 μ V/cm,并根據臨界電流I。和MgB2超導芯的橫截面積計算得到帶材的臨界電流密度高達8059. 7A/cm2(4. 2K, 9T)，是比較例1的110. 9倍。
比較例2在通有氬氣的手套箱中按照摩爾比Mg B= 1 2稱量Mg粉和B粉，B粉純度為 96wt%，將這些原料放入瑪瑙球磨罐中，瑪瑙磨球直徑為6mm和10mm，球料比為64 1。然后，在250r/min的轉速下球磨30min，將上述粉末壓片，并封在純鐵管中，在氬氣氣氛下燒結，燒結溫度為700°C，保溫lh，制得超導塊材。所得塊材的臨界電流密度僅為202. 5A/ cm2(5K，6. 5T)。實施例4在通有氬氣的手套箱中按照摩爾比Mg B= 1 2稱量Mg粉和B粉，B粉純度為96wt%，將這些原料放入碳化鎢球磨罐中并密封，碳化鎢磨球直徑為5mm和10mm，球料比為64 1。然后，在250r/min的轉速下球磨80h，將上述粉末壓片，并封在純鐵管中，在氬氣氣氛下燒結，燒結溫度為700°C，保溫lh，制得Mg^超導塊材。所得塊材的臨界電流密度高達 17995. 9A/cm2(5K，6. 5T)，是比較例 2 的 88. 9 倍。實施例5在通有氬氣的手套箱中按照摩爾比Mg B C = 1 1.92 0.08稱量Mg粉、B 粉和納米C粉，B粉的純度為96wt%，將這些原料放入碳化鎢球磨罐中并密封，碳化鎢磨球的直徑為5mm和10mm，球料比為64 1。然后，在250r/min的轉速下球磨40h，將上述粉末壓片，并封在純鐵管中，在氬氣氣氛下燒結，燒結溫度為850°C，保溫lh，制得MgB2超導塊材。所得塊材的臨界電流密度高達42919. 6A/cm2(5K,6. 5T)，是比較例2的211. 9倍。比較例3在通有氬氣的手套箱中按照摩爾比Mg B C = 1 1.92 0.08稱量Mg粉、 B粉和納米C粉，B粉的純度為96wt %，將這些原料放入瑪瑙球磨罐中，瑪瑙磨球直徑為6mm 和10mm，球料比為64 1。然后，在250r/min的轉速下球磨30min，將上述粉末裝入純鐵管中，密封后以8%的變形率依次進行旋鍛、拉拔和軋制，得到0. 5mmX 4. Omm的帶材，在氬氣氣氛下燒結，燒結溫度為700°C，保溫Ih，制得MgB2超導帶材。在4. 2K下用標準四引線法測量樣品的臨界電流I。隨磁場的變化情況，失超判據為1 μ V/cm,并根據臨界電流I。和MgB2 超導芯的橫截面積計算得到帶材的臨界電流密度僅為676. 5A/cm2(4. 2K，10T)。實施例6在通有氬氣的手套箱中按照摩爾比Mg B C = 1 1.92 0.08稱量Mg粉、B 粉和納米C粉，B粉的純度為96wt%，將這些原料放入碳化鎢球磨罐中并密封，碳化鎢磨球的直徑為5mm和10mm，球料比為64 1。然后，在250r/min的轉速下球磨40h，將上述粉末裝入純鐵管中，密封后以8%的變形率依次進行旋鍛、拉拔和軋制，得到0. 5mmX4. Omm的帶材，在氬氣氣氛下燒結，燒結溫度為850°C，保溫lh，制得超導帶材。在4. ^(下用標準四引線法測量樣品的臨界電流I。隨磁場的變化情況，失超判據為1 μ V/cm,并根據臨界電流 Ic和18化超導芯的橫截面積計算得到帶材的臨界電流密度為4098. 4A/cm2(4. I，9T)，是比較例3的6. 1倍。通過實施例1 6和比較例1 3，可以發現應用本發明方法所制備的二硼化鎂帶材在4. 2Κ，9Τ下，其臨界電流密度比未采用本發明方法時高出兩個數量級以上，應用本發明方法所制備的二硼化鎂塊材在5Κ，6. 5Τ下，其臨界電流密度比未采用本發明方法時同樣高出兩個數量級以上，效果非常明顯。因此，采用本發明可以用低純硼粉制備高性能的MgB2塊材和線帶材是可行的。實施例7在通有氬氣的手套箱中按照摩爾比Mg B= 1 2稱量Mg粉和B粉，B粉純度為99. 99wt%，將這些原料放入碳化鎢球磨罐中并密封，碳化鎢磨球的直徑為3mm，球料比為1 1。然后，在500r/min的轉速下球磨50h，將上述粉末壓片，并封在純鐵管中，在氬氣氣氛下燒結，燒結溫度為600°C，保溫池，制得MgB2超導塊材。實施例8在通有氬氣的手套箱中按照摩爾比Mg B = 1 2稱量Mg粉和B粉，B粉純度為99wt%，量取Mg粉和B粉總質量0. 1 %的SiC粉，將這些原料放入碳化鎢球磨罐中并密封，碳化鎢磨球的直徑為10mm，球料比為100 1。然后，在lOOr/min的轉速下球磨 120h，將上述粉末裝入純鐵管中，密封后以8 %的變形率依次進行旋鍛、拉拔和軋制，得到 0. 5mmX 4. Omm的帶材，在氬氣氣氛下燒結，燒結溫度為650°C，保溫2h，制得MgB2超導帶材。實施例9在通有氬氣的手套箱中按照摩爾比Mg B= 1 2稱量Mg粉和B粉，B粉的純度為90wt%，量取Mg粉和B粉總質量0. 02%的C粉，將這些原料放入碳化鎢球磨罐中并密封， 碳化鎢磨球的直徑為3mm，球料比為1 1。然后，在lOOOr/min的轉速下球磨lh，將上述粉末裝入純鐵管中，密封后以8%的變形率依次進行旋鍛、拉拔和軋制，得到0. 5mmX4. Omm的帶材，在氬氣氣氛下燒結，燒結溫度為1000°C，保溫0. 5h，制得超導帶材。實施例10在通有氬氣的手套箱中按照摩爾比Mg B=I 2稱量Mg粉和B粉，B粉的純度為92wt%，量取Mg粉和B粉總質量5%的異丙醚，將這些原料放入碳化鎢球磨罐中并密封，碳化鎢磨球的直徑為6mm，球料比為80 1。然后，在150r/min的轉速下球磨150h，將上述粉末壓片，并封在純鐵管中，在氬氣氣氛下燒結，燒結溫度為8500C，保溫lh，制得MgB2 超導塊材。實施例11在通有氬氣的手套箱中按照摩爾比Mg B=I 2稱量Mg粉和B粉，B粉的純度為92wt%，量取Mg粉和B粉總質量5%的異丙醚，將這些原料放入氧化鋯球磨罐中并密封，氧化鋯磨球的直徑為5mm和10mm，球料比為2 1。然后，在lOOOr/min的轉速下球磨 140h，將上述粉末壓片，并封在純鐵管中，在氬氣氣氛下燒結，燒結溫度為800°C，保溫lh， 制得MgB2超導塊材。實施例12在通有氬氣的手套箱中按照摩爾比Mg B= 1 2稱量Mg粉和B粉，B粉的純度為99wt %，量取Mg粉和B粉總質量10%的甲苯，將這些原料放入不銹鋼球磨罐中并密封， 不銹鋼磨球直徑為6mm，球料比為80 1。然后，在600r/min的轉速下球磨池，將上述粉末裝入純鐵管中，密封后以8%的變形率依次進行旋鍛、拉拔和軋制，得到0. 5mmX4. Omm的帶材，在氬氣氣氛下燒結，燒結溫度為650°C，保溫lh，制得超導帶材。實施例13在通有氬氣的手套箱中將一定量的純度為92wt%的B粉放入不銹鋼球磨罐中并密封，不銹鋼磨球的直徑為6mm，球料比為3 1，在400r/min的轉速下球磨20h。然后，在手套箱中將該B粉與Mg粉按摩爾比2 1稱量，將這些原料放入氧化鋯球磨罐中并密封， 氧化鋯磨球的直徑為5mm，球料比為1 1，在lOOr/min的轉速下球磨120h，將上述粉末壓片，并封在純鐵管中，在氬氣氣氛下燒結，燒結溫度為700°C，保溫lh，制得超導塊材。實施例14在通有氬氣的手套箱中將純度為96wt%的B粉和C粉按摩爾比為M 1放入不銹鋼球磨罐中并密封，不銹鋼磨球的直徑為6mm和10mm，球料比為20 1，在300r/min的轉速下球磨10h。然后，在手套箱中將該混合粉與Mg粉按質量比0.9 1稱量，將這些原料放入碳化鎢球磨罐中并密封，碳化鎢磨球的直徑為10mm，球料比為50 1，在150r/min的轉速下球磨100h，將上述粉末壓片，并封在純鐵管中，在氬氣氣氛下燒結，燒結溫度為ΙΟΟΟ ， 保溫0. 5h,制得MgB2超導塊材。實施例15在通有氬氣的手套箱中將純度為90wt %的B粉，量取B粉總質量5 %的異丙醚，將這些原料放入碳化鎢球磨罐中并密封，碳化鎢磨球的直徑為3mm和5mm，球料比為10 1， 在lOOOr/min的轉速下球磨lh。然后，在手套箱中將該混合粉與Mg粉按質量比1 1稱量，將這些原料放入碳化鎢球磨罐中并密封，碳化鎢磨球的直徑為10mm，球料比為100 1， 在lOOr/min的轉速下球磨150h，將上述粉末壓片，并封在純鐵管中，在氬氣氣氛下燒結，燒結溫度為750°C，保溫0. 5h，制得MgB2超導塊材。實施例16在通有氬氣的手套箱中將純度為99. 99wt%的B粉，量取B粉總質量5%的二甲苯，將這些原料放入氧化鋯球磨罐中并密封，氧化鋯磨球的直徑為10mm，球料比為100 1， 在lOOr/min的轉速下球磨150h。然后，在手套箱中將該混合粉與Mg粉按質量比1 1稱量，將這些原料放入碳化鎢球磨罐中并密封，氧化鋯磨球的直徑為10mm，球料比為50 1， 在500r/min的轉速下球磨150h，將上述粉末壓片，并封在純鐵管中，在氬氣氣氛下燒結，燒結溫度為600°C，保溫證，制得MgB2超導塊材。實施例17在通有氬氣的手套箱中將純度為96wt %的B粉，量取B粉總質量10 %的異丙醚，將這些原料放入不銹鋼球磨罐中并密封，不銹鋼磨球的直徑為6mm和10mm，球料比為 60 1，在600r/min的轉速下球磨10h，并在室溫下將該球磨后的B粉在真空烘箱中真空烘干證。然后，在手套箱中將烘干后的B粉與Mg粉按摩爾比2 1稱量，將這些原料放入碳化鎢球磨罐中并密封，碳化鎢磨球的直徑為5mm和10mm，球料比為60 1，在250r/min的轉速下球磨60h，將上述粉末裝入純鐵管中，密封后以8%的變形率依次進行旋鍛、拉拔和軋制，得到0. 5mmX 4. Omm的帶材，在氬氣氣氛下燒結，燒結溫度為700°C，保溫lh，制得MgB2 超導帶材。實施例18在通有氬氣的手套箱中將純度為99wt %的B粉，量取B粉總質量5%的SiC納米粉，將這些原料放入不銹鋼球磨罐中并密封，不銹鋼磨球的直徑為6mm和10mm，球料比為 20 1，在200r/min的轉速下球磨100h。然后，在手套箱中將該混合粉與Mg粉按質量比 1 1稱量，將這些原料放入碳化鎢球磨罐中并密封，碳化鎢磨球的直徑為10mm，球料比為 100 1，在150r/min的轉速下球磨150h，將上述粉末裝入純鐵管中，密封后以8 %的變形率依次進行旋鍛和拉拔，得到直徑為1. Omm的線材，在氬氣氣氛下燒結，燒結溫度為750°C， 保溫lh，制得超導線材。實施例19在通有氬氣的手套箱中將純度為99. 9wt%的B粉，量取B粉總質量5%的乙基苯， 將這些原料放入碳化鎢球磨罐中并密封，碳化鎢磨球的直徑為3mm和5mm，球料比為1 1， 在lOOOr/min的轉速下球磨lh。然后，在手套箱中將該混合粉與Mg粉按質量比1 1稱量， 將這些原料放入碳化鎢球磨罐中并密封，碳化鎢磨球的直徑為10mm，球料比為100 1，在 100r/min的轉速下球磨150h，將上述粉末裝入純鐵管中，密封后以8%的變形率依次進行旋鍛和拉拔，得到直徑為1. 5mm的線材，在氬氣氣氛下燒結，燒結溫度為750°C，保溫0. 5h, 制得超導線材。實施例2O在通有氬氣的手套箱中將純度為92wt %的B粉，量取B粉總質量5 %的丙酮，將這些原料放入氧化鋯球磨罐中并密封，氧化鋯磨球的直徑為3mm和8mm，球料比為120 1，在 800r/min的轉速下球磨證。然后，在手套箱中將該混合粉與Mg粉按質量比1 1稱量， 將這些原料放入碳化鎢球磨罐中并密封，氧化鋯磨球的直徑為10mm，球料比為50 1，在 200r/min的轉速下球磨150h，將上述粉末裝入純鐵管中，密封后以8%的變形率依次進行旋鍛、拉拔和軋制，得到0. 5mmX4. Omm的帶材，在氬氣氣氛下燒結，燒結溫度為600°C，保溫 5h，制得超導帶材。
權利要求
1.一種二硼化鎂超導材料的制備方法，其特征在于所述的制備方法包括下述步驟(1)按照摩爾比Mg B = 1 2稱量Mg粉和B粉，所述的B粉純度范圍為90 99. 99wt %，將上述Mg粉和B粉放入球磨罐中并密封，磨球直徑為3 10mm，球料比為 1 1 100 1，以上操作在通有氬氣的手套箱中完成；然后在100 lOOOr/min的轉速下球磨1 150h，得到MgB2的先驅粉；(2)將步驟⑴制得的粉末壓片，得到塊材；或將步驟⑴制得的粉末裝入金屬管中， 密封后經旋鍛、拉拔或軋制加工成線材或帶材；(3)將步驟(2)得到塊材、線材或帶材在氬氣氣氛中燒結，燒結溫度為600 1000°C， 保溫0. 5- ，便得到具有高臨界電流密度的二硼化鎂超導材料。
2.按照權利要求1所述的二硼化鎂超導材料的制備方法，其特征在于在通有氬氣的手套箱中將所述的B粉放入球磨罐中并密封進行預球磨，磨球直徑為3 10mm，球料比為 1 1 100 1，在100 1000r/min的轉速下進行預球磨1 150h ；然后按照摩爾比 Mg B = 1 2稱量Mg粉和經過預球磨的B粉，將上述Mg粉和經過預球磨的B粉放入球磨罐中并密封，球磨處理1 150h后得到MgB2的先驅粉。
3.按照權利要求1所述的二硼化鎂超導材料的制備方法，其特征在于在所述的Mg粉和B粉中添加摻雜物，摻雜物的質量是所述的Mg粉和B粉總質量的0. 02 10%。
4.按照權利要求3所述的二硼化鎂超導材料的制備方法，其特征在于所述的摻雜物為納米C或納米SiC或碳氫化合物或碳水化合物。
5.按照權利要求1所述的二硼化鎂超導材料的制備方法，其特征在于所述的球磨罐和磨球均為碳化鎢硬質合金或不銹鋼或氧化鋯制作。
6.按照權利要求1或2所述的二硼化鎂超導材料的制備方法，其特征在于所述的球磨在氬氣氣氛下進行。
全文摘要
一種二硼化鎂超導材料的制備方法，將B粉(純度為90～99.99wt％)和Mg粉加入密度大于5g/cm3的磨球和球磨罐，在氬氣氣氛下進行球磨處理。或在B粉、Mg粉中加入如納米C、納米SiC、碳氫化合物、碳水化合物摻雜體。還可以將B粉加入密度大于5g/cm3的磨球和球磨罐在氬氣氣氛下進行預球磨處理，然后將預處理的B粉和Mg粉一起加入密度大于5g/cm3的磨球和球磨罐在氬氣氣氛下進行球磨處理。球磨時間為1～150h，轉速為100～1000r/min，球料比為1∶1～100∶1。將經球磨的粉末壓片，得到塊材，或將粉末裝入金屬管中，經過塑性加工得到線材或帶材，然后將得到的塊材、線材或帶材在流動氬氣氣氛中燒結，最終制得MgB2超導材料。
文檔編號C04B35/622GK102515189SQ20111036694
公開日2012年6月27日 申請日期2011年11月18日 優先權日2011年11月18日
發明者姚超, 張現平, 王成鐸, 王春雷, 王棟樑, 馬衍偉, 高召順 申請人:中國科學院電工研究所