一种基于高温超导材料的铜氧化物陶瓷基润滑材料制造技术

本发明专利技术涉及固体润滑材料技术领域，且公开了一种基于高温超导材料的铜氧化物陶瓷基润滑材料，包括以下重量份数配比的原料：46.5份的Bi2O3粉末、20.8份的SrO粉末、5.6份的CaO粉末、16份的CuO粉末、13～26份的Cu粉末；先将Bi2O3粉末、SrO粉末、CaO粉末、CuO粉末进行一次球磨混合处理，再将一次球磨产物与增韧相金属Cu粉末进行二次球磨混合处理，接着将二次球磨产物在压力12～18MPa下压制成型，得到前驱体，最后将前驱体在温度600～700℃下，采用80～90MPa的热压烧结方法制备出兼具超导、良好摩擦性能与断裂韧性优异的铜氧化物陶瓷基润滑材料。本发明专利技术解决了目前铜氧化物陶瓷基润滑材料，在作为润滑摩擦材料使用时，存在的断裂韧性低的技术问题。

【技术实现步骤摘要】
一种基于高温超导材料的铜氧化物陶瓷基润滑材料
本专利技术涉及固体润滑材料
，具体为一种基于高温超导材料的铜氧化物陶瓷基润滑材料。
技术介绍
随着宇宙空间技术的发展，对空间机械润滑的要求日益提高，空间机械的许多部件都是在真空、高温、超低温和特种腐蚀介质中工作的，如液氢泵、液氧泵、轴承等都是在绝对温度100K下工作的，该工况条件已经超越了润滑油、脂的使用极限。因此，研究开发具有优异综合性能且能适应较宽温度范围工作条件的新型固体润滑材料是十分重要而又迫切的。超导体在发生超导转变时的摩擦力会发生变化，铜氧化物Bi2Sr2CaCu2Ox(B2212)高温超导材料(Tc>90K)，可以在液氮温度下实现超导。而B2212属于氧化物，其与固体润滑材料WS2、MoS2、石墨等相类似，都具有层状结构，使得其在高温时表现出良好的固体润滑性能(纯B2212相在正常态时摩擦系数在0.25左右)；当B2212在温度降低到超导转变温度时摩擦系数急剧降低，在液氮温度下，摩擦系数急剧降低到0.12。所以，采用B2212作为新型固体润滑材料，能够适应在较宽的温度范围内工作。然而B2212属于陶瓷材料，具有传统陶瓷耐高温、耐腐蚀和重量轻等一系列优良的特殊性能。但是对于陶瓷材料而言，脆性大却是其致命的弱点，限制了其优良性能的发挥，因此也限制了它的实际应用。就摩擦而言，断裂韧性低是导致陶瓷材料磨损的主要因素。
技术实现思路
(一)解决的技术问题针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种基于高温超导材料的铜氧化物陶瓷基润滑材料，解决了目前铜氧化物陶瓷基润滑材料，在作为润滑摩擦材料使用时，存在的断裂韧性低的技术问题。(二)技术方案为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种基于高温超导材料的铜氧化物陶瓷基润滑材料，包括以下重量份数配比的原料：46.5份的Bi2O3粉末、20.8份的SrO粉末、5.6份的CaO粉末、16份的CuO粉末、13～26份的Cu粉末；先将Bi2O3粉末、SrO粉末、CaO粉末、CuO粉末进行一次球磨混合处理，得到一次球磨产物，再将一次球磨产物与增韧相金属Cu粉末进行二次球磨混合处理，得到二次球磨产物，接着将二次球磨产物在压力12～18MPa下压制成型，得到前驱体，最后将前驱体在温度600～700℃下，采用80～90MPa的热压烧结方法制备出兼具超导、良好摩擦性能与断裂韧性优异的铜氧化物陶瓷基润滑材料。优选的，所述铜氧化物陶瓷基润滑材料包括以下重量份数配比的原料：46.5份的Bi2O3粉末、20.8份的SrO粉末、5.6份的CaO粉末、16份的CuO粉末、19.5份的Cu粉末。优选的，所述二次球磨产物在压力15MPa下压制成型，得到前驱体。优选的，所述前驱体在温度650℃、压力85MPa下进行真空烧结。(三)有益的技术效果与现有技术相比，本专利技术具备以下有益的技术效果：本专利技术采用“先将Bi2O3粉末、SrO粉末、CaO粉末、CuO粉末进行一次球磨混合处理，得到一次球磨产物，再将一次球磨产物与增韧相金属Cu粉末进行二次球磨混合处理，得到二次球磨产物，接着将二次球磨产物在压力12～18MPa下压制成型，得到前驱体，最后将前驱体在温度600～700℃下，采用80～90MPa的热压烧结方法制备出兼具超导、良好摩擦性能与断裂韧性优异的铜氧化物陶瓷基润滑材料”的技术方案，解决了目前铜氧化物陶瓷基润滑材料，在作为润滑摩擦材料使用时，存在的断裂韧性低的技术问题；其中，制备出的铜氧化物陶瓷基润滑材料的临界转变温度Tc为94～98K、常温下摩擦系数为0.17～0.20。具体实施方式实施例一：(1)按照以下物质的量之比，Bi2O3：SrO：CaO：CuO：Cu＝1：2：1：2：2，称取过量的化学纯的Bi2O3粉末、SrO粉末、CaO粉末、CuO粉末、Cu粉末原料在300℃下干燥2h，密封备用；(2)称取步骤(1)烘干处理过的46.5gBi2O3粉末、20.8gSrO粉末、5.6gCaO粉末、16gCuO粉末与30mL无水乙醇放置在不锈钢球磨容器内，容器内置有15个10mm的不锈钢小球，置于球磨仪上，调整球磨转速为300r/min，每球磨30min间歇5min，球磨时间为2h，得到一次球磨产物；(3)称取步骤(1)烘干处理过的13gCu粉末与步骤(2)制备的一次球磨产物一起以400r/min球磨2h，得到二次球磨产物；(4)将步骤(3)中的二次球磨产物装入等静压模具中，在压力12MPa下压制成型，制备得到前驱体；(5)将步骤(4)中压制成型的前驱体置于真空炉中，在压力为80MPa下，以5℃/min的升温速率，从室温升温至600℃，并于600℃、80MPa下真空烧结3h，之后以5℃/min的退火速率，降温至室温时取出，制备得到铜氧化物陶瓷基润滑材料；(6)对步骤(5)制备的铜氧化物陶瓷基润滑材料进行性能测试，其临界转变温度Tc为94K、常温下摩擦系数为0.17。实施例二：(1)按照以下物质的量之比，Bi2O3：SrO：CaO：CuO：Cu＝1：2：1：2：4，称取过量的化学纯的Bi2O3粉末、SrO粉末、CaO粉末、CuO粉末、Cu粉末原料在300℃下干燥2h，密封备用；(2)称取步骤(1)烘干处理过的46.5gBi2O3粉末、20.8gSrO粉末、5.6gCaO粉末、16gCuO粉末与30mL无水乙醇放置在不锈钢球磨容器内，容器内置有15个10mm的不锈钢小球，置于球磨仪上，调整球磨转速为300r/min，每球磨30min间歇5min，球磨时间为2h，得到一次球磨产物；(3)称取步骤(1)烘干处理过的26gCu粉末与步骤(2)制备的一次球磨产物一起以400r/min球磨2h，得到二次球磨产物；(4)将步骤(3)中的二次球磨产物装入等静压模具中，在压力18MPa下压制成型，制备得到前驱体；(5)将步骤(4)中压制成型的前驱体置于真空炉中，在压力为90MPa下，以5℃/min的升温速率，从室温升温至700℃，并于700℃、90MPa下真空烧结3h，之后以5℃/min的退火速率，降温至室温时取出，制备得到铜氧化物陶瓷基润滑材料；(6)对步骤(5)制备的铜氧化物陶瓷基润滑材料进行性能测试，其临界转变温度Tc为96K、常温下摩擦系数为0.19。实施例三：(1)按照以下物质的量之比，Bi2O3：SrO：CaO：CuO：Cu＝1：2：1：2：3，称取过量的化学纯的Bi2O3粉末、SrO粉末、CaO粉末、CuO粉末、Cu粉末原料在300℃下干燥2h，密封备用；(2)称取步骤(1)烘干处理过的46.5gBi2O3粉末、20.8gSrO粉末、5.6gCaO粉末、16gCuO粉末与30mL无水乙醇放置在不锈钢球磨容器内，容器内置有15个10mm的不锈钢小球，置于球磨仪上，调整球磨转速为300r/min，每球磨30min间歇5min，球磨时间为2h，得到一次球磨产物；(3)称取步骤(1)烘干处理过的19.5gCu粉末与步骤(2)制备的一次球磨产物一起以400r/min球磨2h，得到二次球磨产物；(4)将步骤(3)中的二次球磨产物装入等静压模具中，在压力15MPa下压制成型，制备得到前驱体；(5)将步骤(4)中压制成型的前驱体置于真空炉中，在压力为85MPa下，以本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于高温超导材料的铜氧化物陶瓷基润滑材料，其特征在于，包括以下重量份数配比的原料：46.5份的Bi2O3粉末、20.8份的SrO粉末、5.6份的CaO粉末、16份的CuO粉末、13～26份的Cu粉末；先将Bi2O3粉末、SrO粉末、CaO粉末、CuO粉末进行一次球磨混合处理，得到一次球磨产物，再将一次球磨产物与增韧相金属Cu粉末进行二次球磨混合处理，得到二次球磨产物，接着将二次球磨产物在压力12～18MPa下压制成型，得到前驱体，最后将前驱体在温度600～700℃下，采用80～90MPa的热压烧结方法制备出兼具超导、良好摩擦性能与断裂韧性优异的铜氧化物陶瓷基润滑材料。

【技术特征摘要】
1.一种基于高温超导材料的铜氧化物陶瓷基润滑材料，其特征在于，包括以下重量份数配比的原料：46.5份的Bi2O3粉末、20.8份的SrO粉末、5.6份的CaO粉末、16份的CuO粉末、13～26份的Cu粉末；先将Bi2O3粉末、SrO粉末、CaO粉末、CuO粉末进行一次球磨混合处理，得到一次球磨产物，再将一次球磨产物与增韧相金属Cu粉末进行二次球磨混合处理，得到二次球磨产物，接着将二次球磨产物在压力12～18MPa下压制成型，得到前驱体，最后将前驱体在温度600～700℃下，采用80～90MPa的热压烧结方法制备出兼...

【专利技术属性】
技术研发人员：马桂明，
申请(专利权)人：马桂明，
类型：发明
国别省市：广西,45