[發明專利]一種納米碳導電纖維包覆鈮鋁超導線材的制備方法

在審

• 申請號: 201710726454.0
• 申請日: 2017-08-22
• 公開（公告）號: CN107464631A
• 公開（公告）日: 2017-12-12
• 發明（設計）人: 不公告發明人
• 申請（專利權）人: 蘇州南爾材料科技有限公司
• 主分類號: H01B13/00
• 分類號: H01B13/00;H01L39/24
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種納米碳導電纖維包覆鈮鋁超導線材的制備方法，該方法包括如下步驟：

（1）制備納米碳導電纖維材料溶液

石墨預處理，在納米石墨粉中摻入氟化鈉，并加入金屬催化劑，混勻，在惰性氣體保護下在600-650℃加熱，加熱時間控制在10-15min，將氟化鈉固定在納米石墨粉表面上；

納米碳纖維預處理，將納米碳纖維用濃硫酸與高錳酸鉀進行混合酸氧化，經超聲劇烈攪拌之后，得到羧基化的納米碳纖維，加入表面處理劑，在150-200℃加熱處理10-15min，加入銀，在氮氣和氦氣的混合氣體保護下在400-450℃加熱30-45min，將銀均勻分散在納米碳纖維內；

將預處理的石墨和預處理的納米碳纖維置于容器內，用150-250份異丙醇溶解，再加入分散劑、聚苯硫醚、PPS樹脂，用強力混合器共混，然后再用超聲波分散儀進行超聲分散，超聲頻率為25-30kHz，時間為1-2h，形成均質的納米碳導電纖維材料溶液；

（2）納米碳導電纖維材料溶液中加入球形納米鋁粉，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；所述球形納米鋁粉的質量為納米碳導電纖維材料質量的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，得到納米碳導電纖維材料鋁粉；

（3）取純度為99.999%的Nb粉和上述納米碳導電纖維材料包覆鋁粉，按照Nb和Al的原子比為3:1的比例混合，將混合粉末置于球磨罐中，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量比為10:（1-1.5），球磨罐中充入氮氣，轉速為1000-1500r/min，球磨時間為6-8h，制得鈮鋁過飽和固溶體，將制得的鈮鋁過飽和固溶體裝入Cu管內，進行多道次的拉拔加工，獲得單芯線前驅體；

（4）將制得的單芯線前驅體切割為等長的小段，將多根所述單芯線前驅體小段裝入Cu管內，進行多道次的拉拔加工，獲得Nb₃Al超導線材多芯線前驅體，將制得的Nb₃Al超導線材多芯線前驅體放入加熱爐中，爐溫設置為1050-1100℃，燒結2-4h，制得納米碳導電纖維材料包覆鈮鋁超導線材。

2.如權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述步驟（2）中，所述的還原性氣氛為氬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％，所述納米碳導電纖維材料溶液的濃度為1mg/mL-3mg/mL。