具有高晶粒间连接性石墨烯/金属/MgB2复合材料及制备方法技术

本发明专利技术涉及一种具有高晶粒间连接性石墨烯/金属/MgB2复合材料及其制备方法。本发明专利技术将Mg，B与一定比例石墨烯和金属共同球磨，最终通过高温烧结得到MgB2超导块体。该方法制备的MgB2超导块体晶粒间连接性好，晶粒细小且分布均匀，Cu或Ni的掺杂在低温下与Mg形成共晶液相，为Mg和B颗粒之间的扩散与反应提供了有利条件，降低了反应自由能，使MgB2形成温度降低至500℃。而石墨烯的加入进一步为颗粒之间提供反应场所，使MgB2颗粒在石墨烯载体上形核长大，使得MgB2形成网状结构，提高了晶粒间连接性。本发明专利技术所使用的原材料容易获得，材料制备方法发展成熟，且其操作方便、过程可控，是一种有效降低MgB2反应温度，提高其晶粒间连接性的方法。

【技术实现步骤摘要】
具有高晶粒间连接性石墨烯/金属/MgB2复合材料及制备方法
本专利技术属于超导
，涉及一种具有高晶粒间连接性石墨烯/金属/MgB2复合材料及其制备方法。
技术介绍
2001年日本科学家秋光纯教授宣布发现了MgB2的高温超导性能，其临界温度高达39K。虽然与铜氧化物高温超导材料(最高Tc＝164K)和2008年新发现的铁基超导材料(最高Tc＝55K)相比并不算很高，但MgB2是迄今发现的临界温度最高的简单、稳定的金属化合物超导材料。科学家们在对MgB2粉末进行临界电流密度与磁场关系的研究中发现，MgB2的临界电流密度随着磁场强度的增加而急剧减小，Bugoslavsky等人在研究MgB2超导体中的涡旋电流时证实，缺少有效的磁通钉扎中心是导致高磁场下MgB2超导体临界电流降低的主要原因。据报道，很多类型的晶体缺陷，例如高密度的堆垛层错、晶界和小尺度的第二相粒子可以作为磁通钉扎的中心，有效提高Jc并改善不可逆磁场。因此如何形成晶体缺陷，提高MgB2的磁通钉扎能力是MgB2超导材料实用化必须解决的一个问题。到目前为止，用碳单质及含碳化合物进行化学掺杂已经被公认为最有效地掺杂方法之一，这些本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有高晶粒间连接性石墨烯/金属/MgB2复合材料，其特征在于：所述复合材料的组份及其摩尔比为：

【技术特征摘要】
1.一种具有高晶粒间连接性石墨烯/金属/MgB2复合材料，其特征在于：所述复合材料的组份及其摩尔比为：2.根据权利要求1所述的具有高晶粒间连接性石墨烯/金属/MgB2复合材料，其特征在于：所述的金属粉末为Ni、Cu、Ga或Ag粉末中的一种或两种以上的混合。3.一种具有高晶粒间连接性石墨烯/金属/MgB2复合材料的制备方法，包括以下步骤：1)将镁粉、硼粉、石墨烯粉与金属粉末按照一定的摩尔比进行混合，形成混合原料，镁粉：硼粉：石墨烯粉：金属粉末摩尔比为：0.92～0.98：1.8～1.9：0.1～0.2：0.02～0.08；2)将步骤1)中的混合原料进行研磨，形成复合粉体；3)步骤2)中得到的复合粉体在5～8Mpa的压力下压制成型，将压制好的压片放入真空管式炉中保温烧结，通入氩气，升温速率设为5～20K/min，升至973～1123K后，保温30～60分钟，然后以20～40K/min的冷却速度降至室温，即制成MgB2超导块体。4.根据权利要求3所述的一种具有高晶粒间连接性石墨烯/金属/MgB2复合材料的制备方法，其特征在于：所述的镁粉的纯度为99.5～99.9wt.％，硼粉的纯度为99～99.9wt.％，石墨烯粉为单层或者多层石墨烯，纯度为98～99wt.％。5.根据权利要求3所述的一种具有高晶粒间连接性石墨烯/金属/MgB2复合材料的制备方法，其特征在于：所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵倩，矫春健，
申请(专利权)人：天津科技大学，
类型：发明
国别省市：天津,12