本發明屬于材料合成領域,具體涉及鋇銅鉛磷灰石的制備方法。
背景技術:
1、目前,一種名為銅改性鉛磷灰石材料引起了極大的關注,其分子式為pb10-xcux(po4)6o。這種材料具有較為復雜的磁學性質,且部分研究表明該材料可能含有超導性,因此該材料具有極大的工業應用前景。
2、然而現有公開的技術在合成過程中,存在使用純磷等原料,危險系數較高;制備過程中需要石英管真空封管,操作難度較大;僅含有鉛銅元素,容易產生偏析導致合成失敗等各種問題。面對鉛銅密度和熔點不同產生鉛元素聚集偏析、原料危險系數高、制備難度大等情況,本專利提出一種添加鋇元素制備銅改性鉛磷灰石類似物的方法,使用鉛粉、磷酸二氫鈉、碳酸鋇、硫酸銅等較為安全的原料,在空氣氛圍中燒制,得到鉛銅元素均勻混合的順磁性鋇銅鉛磷灰石。
3、順磁性材料是一類在外磁場作用下表現出順磁性現象的材料。順磁性材料中的電子或原子磁矩會受到外磁場的影響,使其自旋方向與磁場方向相同或相反,從而產生磁化。順磁性材料在實際應用中具有廣泛的用途。例如,在醫學影像中,順磁性材料被用作造影劑,通過其在外磁場下的磁化特性,可以增強影像的對比度,幫助醫生更準確地診斷疾病。此外,順磁性材料還被應用于磁性存儲器件、磁性傳感器和磁性材料的制備等領域。
技術實現思路
1、本發明公開了一種順磁性鋇銅鉛磷灰石的制備方法,該配方在銅改性鉛磷灰石的基礎上,加入鋇元素摻雜,減少了銅改性鉛磷灰石燒制中由于鉛銅密度不同、熔點不同導致的鉛銅分布集聚的問題。
2、在本公開的第一方面,提供一種順磁性鋇銅鉛磷灰石,所述順磁性鋇銅鉛磷灰石由以下組分原料混合制成:21%~22%mol的pb,2%~3%mol的ba,2%~3%mol的cu,14%~15%mol的p,59%~60%mol的o。上述組分之和為100%mol。
3、如上述的方面和任一可能的實現方式,上述順磁性鋇銅鉛磷灰石的制備方法包括如下步驟:首先將200目鉛粉、無水硫酸銅、磷酸二氫鈉、碳酸鋇固體粉末用混合儀震蕩混合均勻,混合后加入剛玉坩堝中,然后放入到箱式電阻爐中燒制。燒制程序為經過210分鐘由25℃升至1050℃,升溫速率為5℃每分鐘,然后在1050℃溫度下保溫480分鐘,保溫結束后停止加熱,材料隨爐體自然冷卻。當箱式電阻爐冷卻至500℃時取出,讓其自然降溫至室溫。圖1為本申請的流程圖。
4、本發明的有益效果在于:
5、(1)本發明制備方法加入鋇元素提高銅鉛元素的互溶性,減少了銅改性鉛磷灰石燒制中由于鉛銅密度不同、熔點不同導致的鉛銅分布集聚的問題;減少其密度差的影響,消除結晶偏析,燒結后得到順磁性的鋇銅鉛磷灰石。
6、(2)本發明在燒制過程中不需要嚴格的真空條件和燒制氣氛要求,解決了現有技術中危險系數較高、需要石英管真空封管、操作難度較大的技術難題。
7、(3)現有的合成過程中,存在使用純磷等原料合成磷化亞銅前驅體,合成過程危險系數較高的問題。為了解決上述問題,本申請提出一種使用鉛粉、磷酸二氫鈉、碳酸鋇、硫酸銅等較為安全的原料制備順磁性鋇銅鉛磷灰石的方法,解決了現有技術難題。
8、(4)本發明合成的鋇銅鉛磷灰石為順磁性,呈現出典型的順磁現象。
9、(5)該合成方法相較于傳統的合成法具有合成方法簡單、合成時間短,合成步驟少等優點。
1.一種順磁性鋇銅鉛磷灰石,其特征在于,所述鋇銅鉛磷灰石的組成元素包括ba、pb、cu、p,組分為21%~22%mol的pb,2%~3%mol的ba,2%~3%mol的cu,14%~15%mol的p,59%~60%mol的o;上述組分之和為100%mol。
2.如權利要求1所述鋇銅鉛磷灰石的制備方法,其特征在于,包括以下步驟:將含有pb、ba、cu、p元素的固體粉末用混合儀震蕩混合均勻,混合后加入剛玉坩堝中,然后放入到箱式電阻爐中燒制;反應結束后材料隨爐體自然冷卻;當箱式電阻爐冷卻至500℃時取出,讓其自然降溫至室溫。
3.根據權利要求2所述的制備方法,其特征在于,所述燒制的程序為:經過210分鐘由25℃升至1050℃,升溫速率為5℃/min;在1050℃溫度下保溫反應480分鐘。
4.根據權利要求2的制備方法,其特征在于,所述含有pb、ba、cu、p元素的固體粉末分別為鉛粉、碳酸鋇、無水硫酸銅、磷酸二氫鈉。