一种纳米超导复合材料的制备方法及采用该材料的充磁机技术

一种用于充磁机的纳米超导复合材料的制备方法：包括如下步骤：S1.纳米复合粉末材料制备；将镝，钴，金属氢，黑磷，镍烯材料制备为纳米粉末状材料；将制备好的镝，钴，金属氢，黑磷，镍烯粉末材料按照预定的比例进行均匀混合，所述预定的比例为：镝：0.1‑5，钴：0.5‑20，金属氢：1‑15，黑磷：20‑80，镍烯1‑20，上述比例关系为摩尔比；S2.纳米粉末冶金高压压铸；将步骤S1中均匀混合的粉末复合材料制成粉坯，对所述粉坯在1GPa‑100GPa的高压进行压铸；S3.高温高压真空等离子烧结定型；在1GPa‑100Gpa压强、真空环境下，以1500‑3000℃的温度对压铸粉坯进行高温等离子烧结定型，获得所需要的物理和机械性能的纳米超导复合材料。

【技术实现步骤摘要】
一种纳米超导复合材料的制备方法及采用该材料的充磁机
本专利技术涉及磁性材料充磁
，例如一种充磁装置，具体涉及一种纳米磁能充磁机。
技术介绍
随着电机、家用电子、计算机、通信等技术日新月异的更新和发展，永磁材料需要量越来越大性能越来越高。目前，永磁材料大多采用钕铁硼、铁氧体、铝镍钴、钐钴等，并具有矫顽力大、性能稳定等特点，这些材料经充磁电源的高压大电流向螺线管瞬间脉冲放电，使其磁化。对磁性材料进行充磁通常需要专门的充磁装置，即，充磁机。充磁机主要由充磁电源和充磁线圈组成。充磁电源内的电容经过充电(蓄能)，达到设定的能量后，对充磁线圈进行放电，较大的能量瞬间释放到充磁线圈，产生一个很强的脉冲电流，此时产生的脉冲磁场在几秒内便将磁块磁化至预想状态。但是目前现有技术中的充磁机在充磁过程中普遍存在着将电能转化为磁能时效率较低、能量损耗大、充磁时间长的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种纳米磁能用的复合材料的制备方法以及采用该材料的充磁机，其电磁能量转化效率较高、能量损耗小，并且能有效缩短充磁时间，能够获得高效、快速充磁的技术效果。为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：一种用于磁能充磁机的纳米超导复合材料制备方法：包括如下步骤：S1.纳米复合粉末材料制备；将镝，钴，金属氢，黑磷，镍烯材料制备为纳米粉末状材料；将制备好的镝，钴，金属氢，黑磷，镍烯粉末材料按照预定的比例进行均匀混合，所述预定的比例为：镝：0.1-5，钴：0.5-20，金属氢：1-15，黑磷：20-80，镍烯1-20，上述比例关系为摩尔比；S2.纳米粉末冶金高压压铸；将步骤S1中均匀混合的粉末复合材料制成粉坯，对所述粉坯在1GPa-100GPa的高压进行压铸；S3.高温高压真空等离子烧结定型；在1GPa-100Gpa压强、真空环境下，以1500-3000℃的温度对压铸粉坯进行高温等离子烧结定型，获得所需要的物理和机械性能的纳米超导复合材料。一种纳米磁能充磁机的制造方法：包括如下步骤：S1.纳米复合粉末材料制备；将镝，钴，金属氢，黑磷，镍烯材料制备为纳米粉末状材料；将制备好的镝，钴，金属氢，黑磷，镍烯粉末材料按照预定的比例进行均匀混合，所述预定的比例为：镝：0.1-5，钴：0.5-20，金属氢：1-15，黑磷：20-80，镍烯1-20，上述比例关系为摩尔比；S2.纳米粉末冶金高压压铸；将步骤S1中均匀混合的粉末复合材料制成粉坯，对所述粉坯在1GPa-100GPa的高压进行压铸；S3.高温高压真空等离子烧结定型；在1GPa-100Gpa压强、真空环境下，以1500-3000℃的温度对压铸粉坯进行高温等离子烧结定型，获得所需要的物理和机械性能的纳米超导复合材料压铸工件；S4.利用所述压铸工件制作充磁头，所述充磁头为多元超导充磁头；S5.制成充磁头和线圈成品。作为优选实施例，所述纳米粉末冶金高压压铸通过一次压铸成型。作为优选实施例，纳米粉末状材料采用纳米球磨机、纳米碾磨机制备。一种纳米磁能充磁机，其包括：充磁头和线圈，所述充磁头由纳米超导复合材料制成，所述纳米超导复合材料的配方如下：镝：0.1-5，钴：0.5-20，金属氢：1-15，黑磷：20-80，镍烯：1-20，上述比例关系为摩尔比。作为优选实施例，所述充磁头为多元超导充磁头。作为优选实施例，所述线圈由金属氢超导电磁材料制作。有益效果：氢气在定压下形成固态结晶体，金属氢于室温下具有长时间超导电磁特性；金属氢以其复合填加材料而产生的稳定坚固低密度高强度的特性做为超导电磁换能与储能介质，即磁通动力能量转换充磁完成释能与储能，具有高效、低耗能、低损耗的优点。本专利技术应用钴，金属氢，黑磷，镍烯，镝具有高导磁性，高导电性，低电能耗损的特点，于电磁充磁过程中达到最低能量损耗及最大能量转换存储。钴、金属氢、黑磷、镍烯、镝材料经独特纳米粉末冶金压铸与高温高压超真空等离子烧结定型技术制成超导线圈与超导充磁头具有耐高温、高导电导磁、高电磁能量传递与储存、低耗损能量及可再循环及再回收利用。附图说明图1是本专利技术的磁能充磁头与超导线圈纳米粉末冶金压铸制造流程图具体实施方式下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本专利技术的技术方案。充磁机包括充磁电源和充磁线圈，在超导线圈中通过瞬间的脉冲大电流使超导线圈产生超强磁场，应用多极多元充磁头对高矫顽力永磁材料进行充磁及磁化，具有高效与可靠的特点。亦即将高压脉冲无极性电容器以直流高压电压(即储能)通过超导线圈放电，而放电脉冲电流峰值可达数万安培以上，电流脉冲在超导线圈与多极多元充磁头内产生一个强大磁场该磁场使得永磁材料永久磁化，多元多极就是一个多种形状磁力极强的充磁头与电磁铁形成闭合磁路使超导线圈产生超强的磁场，被充永磁磁体充磁时加上激磁电流瞬间即可完成。充磁机为一体控制的自动化充磁设备，于存储电容脉冲放电，最大瞬间放电电流可达30kA以上，在10ms时间内产生极高强度的磁场使用超导充磁线圈不会对电网造成冲击影响，在瞬间产生30000奥斯特(Oe)以上磁场对高矫顽力磁体充磁更高效。充磁机的充磁电源控制电路采用恒流稳压充电控制电路及过电压、过电流、过热保护功能。充磁机的主要参数：1.供电电源：交流220士10％、380士10％或以上，50-60Hz2.工作环境：0-60℃3.工作充磁电压：0V-600V，0V-800V，0V-1200V，0V-1500V，0V-2500V，0V-3500V或以上4.充磁电流：瞬间3000A-30000A或以上5.电容量：200uf-30000uf或以上充磁机的充磁头和充磁线圈由超导复合材料制成，所述超导复合材料的配方如下：镝(0.1-5)，钴(0.5-20)，金属氢(1-15)，黑磷(20-80)，镍烯(1-20)，上述比例关系为摩尔比。其中镝(Dy)为银白色金属，质软可用刀切开；熔点1412℃，沸点2562℃，密度8.55克/厘米3；主要在于起到合成催化及磁材料作用。钴(Co)，银白色铁磁性金属，表面呈银白略带淡粉色，在周期表中位于第4周期、第Ⅷ族，原子序数27，原子量58.9332，密排六方晶体，常见化合价为+2、+3。钴是具有光泽的钢灰色金属，比较硬而脆，有铁磁性，加热到1150℃时磁性消失。钴的化合价为+2价和+3价。在常温下不和水作用，在潮湿的空气中也很稳定。钴是生产磁性合金的重要原料。金属氢(H)是液态或固态氢在上百万大气压的高压下变成的导电体。固态或液态氢导电是金属特性故称金属氢，于常温常压下为气体经降低至20K形成液态，再降低到14K形成固态或于常温下以超高压容器加压至5.4GPa形成固态，再以25GPa至100GPa以上之超高压形成金属氢，由于导电是金属的特性，故称金属氢，其具有金属的物理性质不具有金属的化学性质。金属氢是一种高密度、高储能材料，金属氢是一种室温超导体。以其制作成轻量超导线圈降低电磁能转换时的损耗，可以提高输出功率。黑磷(P)为金属磷，为磷的同素异形体，黑色有金属光泽的晶体，有斜方，菱形，立方或无定形固体。物理化学特性：密度2.7g/cm3，无毒，金属性可导电，电性能优越，具石墨状片层结构，不溶于水和有机溶剂，室温化学性质稳定不易着火燃烧。黑磷可以采用现有技术中的任何方法制备，例如可以采用超声波液相离心技术制本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于充磁机的纳米超导复合材料的制备方法：包括如下步骤：S1.纳米复合粉末材料制备；将镝，钴，金属氢，黑磷，镍烯材料制备为纳米粉末状材料；将制备好的镝，钴，金属氢，黑磷，镍烯粉末材料按照预定的比例进行均匀混合，所述预定的比例为：镝：0.1‑5，钴：0.5‑20，金属氢：1‑15，黑磷：20‑80，镍烯：1‑20，上述比例关系为摩尔比；S2.纳米粉末冶金高压压铸；将步骤S1中均匀混合的粉末复合材料制成粉坯，对所述粉坯在1GPa‑100GPa的高压进行压铸；S3.高温高压真空等离子烧结定型；在1GPa‑100Gpa压强、真空环境下，以1500‑3000℃的温度对压铸粉坯进行高温等离子烧结定型，获得所需要的物理和机械性能的纳米超导复合材料。

【技术特征摘要】
1.一种用于充磁机的纳米超导复合材料的制备方法：包括如下步骤：S1.纳米复合粉末材料制备；将镝，钴，金属氢，黑磷，镍烯材料制备为纳米粉末状材料；将制备好的镝，钴，金属氢，黑磷，镍烯粉末材料按照预定的比例进行均匀混合，所述预定的比例为：镝：0.1-5，钴：0.5-20，金属氢：1-15，黑磷：20-80，镍烯：1-20，上述比例关系为摩尔比；S2.纳米粉末冶金高压压铸；将步骤S1中均匀混合的粉末复合材料制成粉坯，对所述粉坯在1GPa-100GPa的高压进行压铸；S3.高温高压真空等离子烧结定型；在1GPa-100Gpa压强、真空环境下，以1500-3000℃的温度对压铸粉坯进行高温等离子烧结定型，获得所需要的物理和机械性能的纳米超导复合材料。2.一种纳米磁能充磁机的制造方法：包括如下步骤：S1.纳米复合粉末材料制备；将镝，钴，金属氢，黑磷，镍烯材料制备为纳米粉末状材料；将制备好的镝，钴，金属氢，黑磷，镍烯粉末材料按照预定的比例进行均匀混合，所述预定的比例为：镝：0.1-5，钴：0.5-20，金属氢：1-15，黑磷：20-80，镍烯1-...

【专利技术属性】
技术研发人员：林大经，许沛清，
申请(专利权)人：林大经，许沛清，
类型：发明
国别省市：中国台湾,71