[发明专利]一种铋系超导粉的制备方法

权利要求书

1.一种超导粉的制备方法，其特征在于：所述的超导前驱液在经过喷雾干燥过程后，通过分段控制烧结过程，并配合使用二次机械粉碎法，通过调节工艺参数控制不同阶段的超导粉体粒度，满足不同阶段超导粉成相反应的条件，最终获得高性能的超导粉，其中主要包括对经过喷雾干燥过程后的超导粉进行低温烧结过程，之后对低温烧结后的粉体进行第一次机械粉碎步骤，然后对机械粉碎后获得的粉体采用机械充氧混合的方式以消除不均，再对混合后的粉体进行高温烧结过程，并在高温烧结过程后对粉体进行第二次机械粉碎步骤，经过所述的两次机械粉碎步骤后获得的超导粉粒度单位D50在1-2μ左右，然后再对超导粉悬浮液下层粉体采用真空烘干的方法获得所述的超导粉。

2.根据权利要求1所述的超导粉的制备方法，其特征在于：在低温烧结过程中，所述的烧结温度在500℃以上，烧结时间在30分钟以上，烧结过程通入干燥的空气作为保护气氛，要求粉层厚度不超过1.5cm。

3.根据权利要求1所述的超导粉的制备方法，其特征在于：所述的第一次机械粉碎步骤中粉碎方法可以是气流磨或干法球磨。

4.根据权利要求3所述的超导粉的制备方法，其特征在于：所述的气流磨压缩空气耗量选择为20-30m³/min，干法球磨过程采用大小球配合使用，大球直径Φ在10-20mm，小球直径Φ在5-7mm，大小球比例为1∶3，大小球占腔体体积的30％，研磨时间大于50小时。

5.根据权利要求4所述的超导粉的制备方法，其特征在于：经过所述的机械粉碎步骤后获得的褐粉粒度分布均匀，粒度单位D50小于5μ。

6.根据权利要求1所述的超导粉的制备方法，其特征在于：在高温烧结过程中，所述的烧结温度大于790℃，烧结时间大于15小时，烧结过程通入干燥的人造空气，整个烧结过程炉腔内部旋转，以保证温度的均一性。

7.根据权利要求1所述的超导粉的制备方法，其特征在于：第二次机械粉碎步骤中粉碎方法可以是气流磨或湿法球磨。

8.根据权利要求7所述的超导粉的制备方法，其特征在于：所述的气流磨压缩空气耗量为60-70m³/min，湿法球磨过程采用大小球配合使用，大球直径Φ在7-10mm，小球直径Φ在5-7mm，大小球比例为1∶6，大小球占腔体体积的35％，湿磨介质选择为酒精或丙酮与填充物为1∶1的比例，研磨时间大于15小时。

9.根据权利要求8所述的超导粉的制备方法，其特征在于：经过所述的机械粉碎步骤后获得的超导粉粒度单位D50在1-2μ左右。

10.根据权利要求1所述的超导粉的制备方法，其特征在于：所述的超导前驱液为溶解度大、分解温度低的盐，所述的前驱液使用Bi、Sr、Pb、Ca、Cu的硝酸盐、碳酸盐或氯化物进行配制。

11.根据权利要求10所述的超导粉的制备方法，其特征在于：用于溶解所述前驱液的酸溶液为酸性高且在低温下易分解，酸溶液为硝酸(HNO₃)、盐酸(HCL)、或硫酸(H₂SO₄)溶液。

12.根据权利要求11所述的超导粉的制备方法，其特征在于：在使用五种元素的硝酸盐配制前驱液时，在大于20％的酸度下溶解30％的硝酸铋，待硝酸铋溶解后稀释溶液，再依次加入15％硝酸锶、20％硝酸钙、30％硝酸铜、5％硝酸铅，保持溶液的饱和状态。

13.根据权利要求1所述的超导粉的制备方法，其特征在于：在采用喷雾干燥设备去除所述超导前驱液中的游离水及部分结晶水步骤中，所述的喷雾干燥器的进口温度较出口温度高50-100℃，进样速度保持在3-3.5升/小时。

14.根据权利要求1所述的超导粉的制备方法，其特征在于：在所述的机械充氧混合的方式消除不均步骤中，所述的机械材质采用耐酸不锈钢，混粉过程抽真空、充氧气，并重复三次以上，在混合过程持续通入氧气，混合时间大于15分钟，混和环境湿度在30％以下。

15.根据权利要求1所述的超导粉的制备方法，其特征在于：在真空烘干步骤中，将研磨后的超导粉悬浮液静置12小时以上，抛弃上层废液后再对下层粉体进行烘干，烘干过程中保持真空度低于0.1大气压，烘干4-8小时。

16.根据权利要求15所述的超导粉的制备方法，其特征在于：在真空烘干步骤中，对所述的真空烘干炉进行了改进，在真空泵与炉腔之间增加真空冷凝装置回收乙醇。