專利名稱：超細(xì)超導(dǎo)粉末的生產(chǎn)方法
一種采用噴霧沉淀制取超細(xì)高TC超導(dǎo)粉末的方法，屬于粉末冶金領(lǐng)域。
超導(dǎo)體材料的制作需先制得超導(dǎo)粉末。現(xiàn)行高Tc超導(dǎo)粉末的制取主要是用高溫?zé)Y(jié)法即壓制-燒結(jié)-破碎-壓制-燒結(jié)多次循環(huán)而制得的，但很難得到高性能的超導(dǎo)粉末。因?yàn)槌瑢?dǎo)粉末這類化合物在1000℃以上即分解為液相，致使燒結(jié)無(wú)法提高到合理的高度，使用這種低活性的粉末，很難得到高性能的超導(dǎo)體材料。粉末冶金技術(shù)中制取細(xì)微金屬、陶瓷粉末，一般采用的方法有化學(xué)沉淀法、噴霧冷凍干燥法?；瘜W(xué)沉淀法，由于各種化合物的結(jié)晶速度不同，結(jié)晶物的內(nèi)部會(huì)形成粗大的偏析區(qū)域，均勻程度不理想。而采用噴霧冷凍干燥法，雖然基本上保持了原溶液中分子量級(jí)的均勻程度，但它要求有特殊的冷凍干燥設(shè)備，脫水時(shí)間長(zhǎng)(一般為幾晝夜)，生產(chǎn)率低，成本高，不宜于工業(yè)上大規(guī)模應(yīng)用。
為了制得高活性的均勻超細(xì)超導(dǎo)粉末，提高原料混合均勻度以得到高性能的超導(dǎo)體材料，降低生產(chǎn)成本，提高生產(chǎn)率，特提出本發(fā)明。
本發(fā)明所提超導(dǎo)粉末的制作方法，其原則流程是配料-霧化-沉淀-過(guò)濾-烘干-煅燒-超導(dǎo)粉末具體作法是按最終產(chǎn)物分子式中各種離子含量稱取定量的含有相應(yīng)離子的鹽類溶于水或采用氧化物酸溶后(用HCl或HNO3)配制成水溶液，溶液的濃度可以從大于零直到飽和，但以不出現(xiàn)膠體溶液為準(zhǔn)。具體濃度視粉末粒度要求而定，溶液濃度越稀，粉末粒度越細(xì)。然后用5-15個(gè)大氣壓的空氣(任何其它氣體均可)通過(guò)噴嘴把溶液霧化并噴入沉淀劑溶液中。霧化所用壓力越大，粉末粒度越細(xì)。沉淀劑可采用鉀、鈉的無(wú)機(jī)鹽(如鉀、鈉的碳酸鹽、碘酸鹽、磷酸鹽)、氫氧化物，或者有機(jī)酸(如草酸、十四烷酸、檸檬酸、硬脂酸)的酒精溶液。沉淀劑濃度一般為5-20%，濃度太低，將影響沉淀反應(yīng)的速度，濃度太高，銅離子損耗增大。經(jīng)過(guò)霧化的溶液，變成極細(xì)的液滴，使反應(yīng)面積大大增加，沉淀反應(yīng)的速度極快，溶液中不同類型的離子來(lái)不及遷移，因此偏析也就很難產(chǎn)生或至少被控制在液滴大小的范圍(一般小于微米級(jí))。這樣，沉淀反應(yīng)的產(chǎn)物最大限度地保留了原溶液中分子程度的均勻性。沉淀后，過(guò)濾，將濾餅用蒸餾水或去離子水洗至濾液呈中性。過(guò)濾可采用真空抽濾、離心過(guò)濾、壓力過(guò)濾等方式。濾餅在150-300℃下烘干，在750-920℃下煅燒4-15小時(shí)(溫度越低，所需時(shí)間越長(zhǎng)，所得粉末比表面越高)便可得海綿狀的、BET粒度為0.1-1μ量級(jí)的超導(dǎo)粉末。
本方法的特點(diǎn)是，制得的粉末粒度細(xì)(為0.1-1μ)、活性高，所用成本低、生產(chǎn)率高，不存在偏析。
實(shí)施例制取Y-Ba-Cu-O系超導(dǎo)粉末配料三水硝酸銅36.4克過(guò)氧化鋇17.0克氧化釔5.6克用50ml硝酸和200ml蒸餾水，在70℃左右溶解霧化用環(huán)風(fēng)噴嘴在8個(gè)大氣壓下用空氣將所配溶液霧化沉淀采用14%的碳酸鈉水溶液作為沉淀劑過(guò)濾真空抽濾，水洗、過(guò)濾，直至濾液呈中性烘干在180℃下烘干煅燒在800℃下煅燒8小時(shí)冷卻后，所得粉末經(jīng)X-射線衍射分析，為YBa2Cu3Ox超導(dǎo)相，粉末粒度為0.5μ。
權(quán)利要求
1.一種制取超細(xì)高Tc超導(dǎo)粉末的方法--噴霧沉淀法，其特征在于包括按最終產(chǎn)物分子式中各種離子的含量配制溶液-配料，在高壓作用下溶液的霧化，霧化液滴與沉淀劑溶液的沉淀反應(yīng)-沉淀，對(duì)沉淀產(chǎn)物的過(guò)濾，對(duì)濾餅的烘干，煅燒幾個(gè)過(guò)程。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制粉方法，其特征在于，溶液配制濃度為零到飽和，但以不出現(xiàn)膠體為佳。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制粉方法，其特征在于，溶液霧化的壓強(qiáng)為5-15個(gè)大氣壓。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制粉方法，其特征在于，所用沉淀劑為能使上述溶液中各種離子發(fā)生沉淀反應(yīng)的鉀、鈉的各種無(wú)機(jī)鹽、氫氧化物及有機(jī)酸的酒精溶液。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制粉方法，其特征在于，烘干溫度為150-250℃，煅燒溫度為750-920℃，煅燒時(shí)間為4-8小時(shí)。
全文摘要
噴霧沉淀法—一種制取超細(xì)高Tc超導(dǎo)粉末的新方法，包括配料、霧化、沉淀、過(guò)濾、烘干、煅燒幾個(gè)步驟，具有生產(chǎn)的粉末粒度細(xì)(可達(dá)0.1-1μ量級(jí))、活性高、比表面大、均勻度高等特點(diǎn)，是壓制高性能超導(dǎo)體材料的理想粉末。本方法具有成本低、生產(chǎn)率高、不存在偏析等特點(diǎn)，是生產(chǎn)超細(xì)超導(dǎo)粉末的理想方法。
文檔編號(hào)H01B12/00GK1035908SQ8810568
公開(kāi)日1989年9月27日 申請(qǐng)日期1988年3月17日 優(yōu)先權(quán)日1988年3月17日
發(fā)明者譚愛(ài)純 申請(qǐng)人:中南工業(yè)大學(xué)