[發明專利]一種高溫超導材料在減摩耐磨和潤滑方面的用途

無效

• 申請號: 200810235535.1
• 申請日: 2008-11-28
• 公開（公告）號: CN101417875A
• 公開（公告）日: 2009-04-29
• 發明（設計）人: 李長生;王旻璐
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: C04B35/453
• 分類號: C04B35/453;H01B12/00
• 代理公司: 南京知識律師事務所
• 代理人: 汪旭東

技術領域

本發明涉及一種高溫超導材料，特指Ag添加高溫超導體B₂Si₂CaCu₂O_x(B2212)固體 自潤滑復合材料，適用于低溫、高載荷、真空、強氧化、強輻射等特殊工況的減摩耐磨和潤 滑。

背景技術

在超低溫狀況下，目前通常所使用的潤滑油不能正常工作，目前低溫特性最好的潤滑油 也只能在-70℃前后使用，在更低溫度下因潤滑油固化喪失潤滑能力而只能采用固體潤滑來 實現減摩耐磨的要求，而一些常用的固體潤滑劑，例如MoS₂和PTFE在這些極端條件下都存 在著一些問題，例如MoS₂不耐氧化，在氧化氣氛和潮濕環境中的潤滑能力大幅下降，PTFE 不能承受重載。因此關注極端工況條件下材料的摩擦磨損和潤滑問題以及開發新型固體潤滑 材料是非常必要的。

B₂Si₂CaCu₂O_x(B2212)屬于氧化物陶瓷，耐高溫，抗腐蝕，高強度，600℃以上高溫表 現出良好的潤滑性能，陶瓷脆性和常溫下的潤滑性能有待改善。有文獻報道添加金屬Ag、 Pb等不影響YBa₂Cu₃O_7-δ(Y123)的超導電性，同時可以改善陶瓷脆性。由于高溫超導材 料YBa₂Cu₃O_7-δ(Y123)的超導轉變溫度Tc＞90K，液氮溫度就可實現超導，液氮是制氧的 副產品，與液氦相比用液氮實現超導，使用成本大幅降低(50倍)，因此研究高溫超導材料 的摩擦學特性有很強的理論意義和實用價值，目前國內外關于研究高溫超導材料的摩擦學特 性的文章較少，利用Ag添加B₂Si₂CaCu₂O_x固體自潤滑復合材料的摩擦學性能的報道還未發 現。

中國專利CN101121605A也公開了一種高溫超導材料在耐磨減摩方面的應用，其利用 粉末冶金法制備出高溫超導陶瓷YBa₂Cu₃O_7-δ(Y123)基體中添加金屬Ag的復合材料，與 其相比，本發明中應用的B₂Si₂CaCu₂O_x高溫超導體的超導轉變溫度要更高，達到96K，更 具有應用價值，而且本發明中所應用的B₂Si₂CaCu₂O_x高溫超導體晶體的片層結構更為明顯， 在常溫和低溫條件下較YBa₂Cu₃O_7-δ(Y123)能更有效地降低摩擦系數，并且更穩定，但是 B₂Si₂CaCu₂O_x的制備過程中容易出現雜相，從而影響到超導體的超導性能，這也是本發明需 要解決的一個技術問題。

發明內容

本發明利用粉末冶金法制備出高溫超導陶瓷B₂Si₂CaCu₂O_x(B2212)基體中添加金屬Ag 的復合材料，該材料不僅具有優良超導性能、機械性能，經摩擦學性能測量表明：銀添加高 溫超導材料B₂Si₂CaCu₂O_x形成的固體自潤滑復合材料能有效的降低摩擦和磨損，是一種良 好的氧化物基固體自潤滑劑復合材料。為了提高B₂Si₂CaCu₂O_x的超導電性，減少晶粒間弱 連接，制備銀添加B₂Si₂CaCu₂O_x復合材料通常是選用Ag₂O、AgNO₃、或直接用金屬銀作為 添加劑，以Ag₂O、AgNO₃制備的復合材料中Ag更加均勻分布在基體中，制備工藝復雜， 我們制備上述固體自潤滑復合材料直接取Ag粉作為潤滑組元。