本發(fā)明涉及超導(dǎo)材料領(lǐng)域，具體涉及一種石墨烯釔鋇銅超導(dǎo)材料的制備方法。
背景技術(shù)：
超導(dǎo)材料，是指具有在一定的低溫條件下呈現(xiàn)出電阻等于零以及排斥磁力線的性質(zhì)的材料?，F(xiàn)已發(fā)現(xiàn)有28種元素和幾千種合金和化合物可以成為超導(dǎo)體。高溫超導(dǎo)材料的生產(chǎn)技術(shù)隨著時間的發(fā)展不斷成熟，價格也隨之降低，市場競爭能力不斷增加，具有體積小，重量輕，損耗低和傳輸容量大的優(yōu)點，是傳統(tǒng)電纜的升級換代產(chǎn)品。
超導(dǎo)電纜是利用超導(dǎo)在其臨界溫皮下成為超導(dǎo)態(tài)、電阻消失、損耗極微、電流密度高、能承載人電流的特點而設(shè)計制造的電纜。超導(dǎo)電纜實質(zhì)上也是低溫電纜，其原理是電阻率隨溫度下降而減小。隨著科技的逐漸發(fā)展，高溫超導(dǎo)材料將在電力、通訊、軍事等領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。
目前超導(dǎo)材料的研究及發(fā)展前景良好，但是超導(dǎo)性能有待于進一步增強，為滿足應(yīng)用需求，要提高臨界轉(zhuǎn)變溫度，改善其制備工藝，還需要加強對此方面的研究。
合成釔鋇銅超導(dǎo)材料的工藝普遍復(fù)雜難度大，或?qū)υO(shè)備要求高。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明提供一種石墨烯釔鋇銅超導(dǎo)材料的制備方法，該制備方法將釔粉加入到氧化石墨烯溶液，實現(xiàn)了單層石墨烯包覆釔粉，熱處理后石墨烯無團聚，能夠緊密均勻結(jié)合釔粉，制備的石墨烯包覆釔粉，其界面為石墨烯，所得產(chǎn)品臨界轉(zhuǎn)變溫度高，超導(dǎo)性能良好，臨界電流密度高，載流性能好，并且耗能少，生產(chǎn)成本低，實用價值高。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種石墨烯釔鋇銅超導(dǎo)材料的制備方法，該方法包括如下步驟：
（1）制備石墨烯包覆的釔粉
將氧化石墨烯置于乙醇中，超聲分散得到氧化石墨烯溶液，所述超聲分散的功率為1200W-3000W，超聲分散的時間為20min-40min；然后向氧化石墨烯溶液中加入球形納米釔粉，攪拌均勻后過濾得到濾渣，將所述濾渣真空干燥，得到混合粉體；所述球形納米釔粉的質(zhì)量為氧化石墨烯質(zhì)量的50-80倍；
所述混合粉體在還原性氣氛中進行熱處理，所述熱處理的溫度為500℃-800℃，升溫速度為20℃/min-50℃/min，得到石墨烯包覆釔粉；
（2）取苯甲酸、羧甲基纖維素鈉、硬脂酸鈉、碳酸鉀和生石灰置于球磨機內(nèi)，研磨粉碎30-60分鐘，加入甲基丙烯酸甲酯和聚乙二醇混合，加熱攪拌15分鐘，噴霧干燥，制成混合粉末1；
（3）將上述石墨烯包覆的釔粉、氧化鋇和氧化銅烘干，置于球磨罐中，加入球磨劑，進行高能球磨加工，所述球磨罐中球與混合粉末的質(zhì)量比為10:（1-1.5），球磨罐中充入氮氣，轉(zhuǎn)速為1000-1500r/min，球磨時間為6-8h，制得混合粉粉末2；
（4）將上述混合粉末1和混合粉末2使用模具壓制成形，壓制壓力為15-20MPa，制成塊片狀料坯，用鈮箔包裹，將包裹好的塊片狀料坯裝入石英舟中，將石英舟放在管式爐中，在4-6％的氫氣與96-94％的氮氣混合氣保護中，將爐溫升溫至1000-1400℃，保溫6-8h進行燒結(jié)反應(yīng)，然后快速冷卻至室溫，即制得石墨烯釔鋇銅超導(dǎo)材料。
優(yōu)選的，所述步驟（1）中，所述的還原性氣氛為氮氣和氫氣的混合氣體，混合氣體中氫氣的體積百分含量為10％-15％，所述氧化石墨烯溶液的濃度為1mg/mL-3mg/mL。
優(yōu)選的，所述石墨烯釔鋇銅超導(dǎo)材料的配料按重量份為：所述石墨烯包覆的釔粉4.2-5.1，氧化鋇4.8-5.2，氧化銅5.1-5.3，苯甲酸1.7-1.8，甲基丙烯酸甲酯2.1-2.2，羧甲基纖維素鈉1.3-1.5，硬脂酸鈉3.2-3.5，碳酸鉀2.2-2.5，生石灰1.3-1.5，聚乙二醇1.7-1.9。
具體實施方式
實施例一
將氧化石墨烯置于乙醇中，超聲分散得到氧化石墨烯溶液，所述超聲分散的功率為1200W，超聲分散的時間為20min；然后向氧化石墨烯溶液中加入球形納米釔粉，攪拌均勻后過濾得到濾渣，將所述濾渣真空干燥，得到混合粉體；所述球形納米釔粉的質(zhì)量為氧化石墨烯質(zhì)量的50倍；所述氧化石墨烯溶液的濃度為1mg/mL。
所述混合粉體在還原性氣氛中進行熱處理，所述熱處理的溫度為500℃，升溫速度為20℃/min，得到石墨烯包覆釔粉；所述的還原性氣氛為氮氣和氫氣的混合氣體，混合氣體中氫氣的體積百分含量為10％。
取苯甲酸、羧甲基纖維素鈉、硬脂酸鈉、碳酸鉀和生石灰置于球磨機內(nèi)，研磨粉碎60分鐘，加入甲基丙烯酸甲酯和聚乙二醇混合，加熱攪拌15分鐘，噴霧干燥，制成混合粉末1。
將上述石墨烯包覆的釔粉、氧化鋇和氧化銅烘干，置于球磨罐中，加入球磨劑，進行高能球磨加工，所述球磨罐中球與混合粉末的質(zhì)量比為10:1.5，球磨罐中充入氮氣，轉(zhuǎn)速為1500r/min，球磨時間為8h，制得混合粉粉末2。
將上述混合粉末1和混合粉末2使用模具壓制成形，壓制壓力為15-20MPa，制成塊片狀料坯，用鈮箔包裹，將包裹好的塊片狀料坯裝入石英舟中，將石英舟放在管式爐中，在6％的氫氣與94％的氮氣混合氣保護中，將爐溫升溫至1000℃，保溫8h進行燒結(jié)反應(yīng)，然后快速冷卻至室溫，即制得石墨烯釔鋇銅超導(dǎo)材料。所述石墨烯釔鋇銅超導(dǎo)材料的配料按重量份為：所述石墨烯包覆的釔粉5.1，氧化鋇5.2，氧化銅5.3，苯甲酸1.8，甲基丙烯酸甲酯2.2，羧甲基纖維素鈉1.5，硬脂酸鈉3.5，碳酸鉀2.5，生石灰1.5，聚乙二醇1.9。
將上述混合粉體使用模具壓制成形，壓制壓力為15MPa，制成塊片狀料坯，用鈮箔包裹，將包裹好的塊片狀料坯裝入石英舟中，將石英舟放在管式爐中，在6％的氫氣與94％的氮氣混合氣保護中，將爐溫升溫至1000℃，保溫6h進行燒結(jié)反應(yīng)，然后快速冷卻至室溫，即制得鈮鋁超導(dǎo)材料。
實施例二
將氧化石墨烯置于乙醇中，超聲分散得到氧化石墨烯溶液，所述超聲分散的功率為3000W，超聲分散的時間為40min；然后向氧化石墨烯溶液中加入球形納米釔粉，攪拌均勻后過濾得到濾渣，將所述濾渣真空干燥，得到混合粉體；所述球形納米釔粉的質(zhì)量為氧化石墨烯質(zhì)量的80倍；所述氧化石墨烯溶液的濃度為3mg/mL。
所述混合粉體在還原性氣氛中進行熱處理，所述熱處理的溫度為800℃，升溫速度為50℃/min，得到石墨烯包覆釔粉；所述的還原性氣氛為氮氣和氫氣的混合氣體，混合氣體中氫氣的體積百分含量為15％。
取苯甲酸、羧甲基纖維素鈉、硬脂酸鈉、碳酸鉀和生石灰置于球磨機內(nèi)，研磨粉碎30分鐘，加入甲基丙烯酸甲酯和聚乙二醇混合，加熱攪拌15分鐘，噴霧干燥，制成混合粉末1。
將上述石墨烯包覆的釔粉、氧化鋇和氧化銅烘干，置于球磨罐中，加入球磨劑，進行高能球磨加工，所述球磨罐中球與混合粉末的質(zhì)量比為10:1.5，球磨罐中充入氮氣，轉(zhuǎn)速為1500r/min，球磨時間為8h，制得混合粉粉末2。
將上述混合粉末1和混合粉末2使用模具壓制成形，壓制壓力為20MPa，制成塊片狀料坯，用鈮箔包裹，將包裹好的塊片狀料坯裝入石英舟中，將石英舟放在管式爐中，在4％的氫氣與96的氮氣混合氣保護中，將爐溫升溫至1000℃，保溫6h進行燒結(jié)反應(yīng)，然后快速冷卻至室溫，即制得石墨烯釔鋇銅超導(dǎo)材料。所述石墨烯釔鋇銅超導(dǎo)材料的配料按重量份為：所述石墨烯包覆的釔粉4.2，氧化鋇4.8，氧化銅5.1，苯甲酸1.7，甲基丙烯酸甲酯2.1，羧甲基纖維素鈉1.3，硬脂酸鈉3.2，碳酸鉀2.2，生石灰1.3，聚乙二醇1.7。
將上述混合粉體使用模具壓制成形，壓制壓力為20MPa，制成塊片狀料坯，用鈮箔包裹，將包裹好的塊片狀料坯裝入石英舟中，將石英舟放在管式爐中，在6％的氫氣與94％的氮氣混合氣保護中，將爐溫升溫至1400℃，保溫8h進行燒結(jié)反應(yīng)，然后快速冷卻至室溫，即制得鈮鋁超導(dǎo)材料。
以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例，并非對本發(fā)明做任何限制，凡是根據(jù)發(fā)明技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、變更以及等效結(jié)構(gòu)變化，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護范圍內(nèi)。