[发明专利]一种在超导块材单轴模压成型过程中减小摩擦力的方法

说明书

技术领域

本发明涉及利用单轴模压装置成型高温超导块材时减小摩擦力的一种方法。

背景材料

自从1986年发现高温超导电性以来，在世界范围内掀起了高温超导研究热潮。到目前为止，对高温超导的材料领域和强电弱电应用领域都进行了广泛细致的研究。对于高温超导块材来说，有两个基本的特性即超导磁悬浮力和俘获磁场。块材的磁浮特性可以用于制作超导无接触输运系统，磁浮轴承，飞轮储能系统等。基于高俘获磁通的特性，可以制作高温超导磁体，超导电机等。因此，制备高性能的超导材料是关键。利用熔融织构生长技术可以制备大尺寸高性能的超导块材，但是要想获得实用的超导材料，必须进一步提高高温超导块材的临界电流密度和单畴尺寸以及块材的机械强度。为此，采用结合顶部籽晶技术的熔融织构生长工艺制备大尺寸高性能的单畴超导块材成为近年来超导块材研究的热点。

然而，对于大尺寸(直径大于30mm)的超导样品，前驱物成型是超导块材制备过程中的一个重要环节。通常采用的成型方式为单轴模压与/或冷等静压。当采用粒度较细的粉体用单轴模压成型时，在压制好的前驱物块体中，容易形成微裂纹，这种缺陷在烧结后仍旧保留在块体中，严重影响了超导块体的机械、电学和磁学性能。因此，研究超导前驱物粉体的成型工艺至关重要。目前，对于直径大于30mm的超导块材，单轴模压后前驱物块体产生较多的裂纹，而且密度较小，所以一般采用冷等静压方式成型。但即使采用冷等静压技术，也首先要用单轴模压装置对超导粉体进行预成型，因此，如何避免单轴模压后前驱物块体中的的裂纹就至关重要。

发明内容

针对现有技术的上述问题，本发明提出一种在超导前驱粉体进行单轴模压成型之前，对模具的内壁进行润滑的方法，以减小模压过程中超导前驱物块体与模具之间的摩擦力，抑制在最终成型的超导块体中产生裂纹。

为实现上述目的，本发明包括如下技术方案：

一种在超导块材单轴模压成型过程中减小摩擦力的方法，该方法包括使用直径35～70mm、高80～100mm的圆柱形模具，在装料之前，先在模具内侧壁上涂覆一层脱模剂，该脱模剂选自三乙醇胺、丙二醇或有机硅油；然后把80～300g超导粉体装入该模具中；再采用单轴自动加压模压装置进行压制成型，压力为20～45T。

如上所述的方法，其中，该脱模剂的用量优选为0.5～2.5mg/cm²。

如上所述的方法，该方法包括使用直径35mm、高80mm的圆柱形模具，在装料之前，先用约100mg三乙醇胺涂覆模具内侧壁以形成一层润滑膜，然后把80g超导粉体装入该模具中，再采用单轴自动加压模压装置进行压制成型，压力为20～25T。

如上所述的方法，该方法包括使用直径57mm、高80mm的圆柱形模具，在装料之前，先用约160mg三乙醇胺涂覆模具内侧壁以形成一层润滑膜，然后把200g超导粉体装入该模具中，再采用单轴自动加压模压装置进行压制成型，压力为30～35T。

如上所述的方法，该方法包括使用直径70mm、高100mm的圆柱形模具，在装料之前，先用约200mg三乙醇胺涂覆模具内侧壁以形成一层润滑膜，然后把300g超导粉体装入该模具中，再采用单轴自动加压模压装置进行压制成型，压力为40～45T。

如上所述的方法，该方法包括使用直径57mm，高80mm的圆柱形模具，在装料之前，先用约300mg三乙醇胺涂覆模具内侧壁以形成一层润滑膜，然后把200g超导粉体装入该模具中，再采用单轴自动加压模压装置进行压制成型，压力为30～35T。

如上所述的方法，该方法包括使用直径70mm，高100mm的圆柱形模具，在装料之前，先用约450mg三乙醇胺涂覆模具内侧壁以形成一层润滑膜，然后把300g超导粉体装入该模具中，再采用单轴自动加压模压装置进行压制成型，压力为40～45T。