[發明專利]利用類石墨相氮化碳原位包覆硼粉制備二硼化鎂超導塊材的方法

在審

• 申請號: 201810086193.5
• 申請日: 2018-01-30
• 公開（公告）號: CN108163866A
• 公開（公告）日: 2018-06-15
• 發明（設計）人: 李文獻;閆佳;康吉祥;何小芳;于上家;胡業旻;朱明原;李瑛
• 申請（專利權）人: 上海大學
• 主分類號: C01B35/04
• 分類號: C01B35/04;H01B12/00
• 代理公司: 上海上大專利事務所(普通合伙) 31205
• 代理人: 顧勇華

1.一種利用類石墨相氮化碳原位包覆硼粉制備二硼化鎂超導塊材的方法，其特征在于，包括如下步驟：

(1)將類石墨相氮化碳前驅體和硼粉充分混合，得到混合粉體；

(2)將在所述步驟(1)中制備的混合粉體置于敞口式半封閉容器中進行熱處理，在硼顆粒表面原位均勻包覆厚度可控的類石墨相氮化碳，得到類石墨相氮化碳原位包覆的硼粉；

(3)將在所述步驟(2)中制備的類石墨相氮化碳原位包覆的硼粉制成所需形狀的前驅體；

(4)按照硼和鎂的原子比為2:1的比例，將在所述步驟(3)中制備的前驅體與鎂粉一并置于鐵管中，使前驅體被鎂粉包圍，并對鐵管兩端進行密封，得到前驅體和硼粉混合的裝管復合體；

(5)采用擴散法，將在所述步驟(4)中制備的裝管復合體在非氧化保護氣氛下進行熱處理，得到二硼化鎂超導塊體。

2.根據權利要求1所述利用類石墨相氮化碳原位包覆硼粉制備二硼化鎂超導塊材的方法，其特征在于，包括如下步驟：

(1)按照石墨相氮化碳前驅體的質量為硼粉質量的0.01-10倍的配料量，將類石墨相氮化碳前驅體和硼粉充分混合，得到混合粉體；

(2)將在所述步驟(1)中制備的混合粉體置于坩堝中，將坩堝置入加熱爐中，在空氣狀態下對混合粉體進行熱處理，然后隨爐冷卻至室溫，在硼顆粒表面原位均勻包覆厚度可控的類石墨相氮化碳，得到類石墨相氮化碳原位包覆的硼粉；控制熱處理的熱制度為，熱處理溫度為350-700℃，熱處理升溫速度為1-70℃/min，熱處理保溫時間為0.5-10h，冷卻降溫速度為1-70℃/min；

(3)將在所述步驟(2)中制備的類石墨相氮化碳原位包覆的硼粉制成薄片狀的硼片前驅體；

(4)按照硼和鎂的原子比為2:1的比例，將在所述步驟(3)中制備的前驅體與鎂粉均勻分布置于鐵管中，使硼片前驅體被鎂粉包圍，并對鐵管兩端進行密封，得到片體和粉體混合的裝管復合體；

(5)采用擴散法，將在所述步驟(4)中制備的裝管復合體置入加熱爐中，在非氧化保護氣氛下對裝管復合體中的材料進行成相熱處理，控制成相熱處理的熱制度為，熱處理溫度為450-1200℃，熱處理升溫速度為1-70℃/min，熱處理保溫時間為0.5-10h，最后以降溫速度為1-70℃/min隨爐冷卻至室溫，得到二硼化鎂超導塊體。

3.根據權利要求1或2所述利用類石墨相氮化碳原位包覆硼粉制備二硼化鎂超導塊材的方法，其特征在于，在所述步驟(1)中，所述類石墨相氮化碳前驅體為碳源前驅物、氮源前驅物或其化學反應的產物。

4.根據權利要求3所述利用類石墨相氮化碳原位包覆硼粉制備二硼化鎂超導塊材的方法，其特征在于，在所述步驟(1)中，所述類石墨相氮化碳前驅體為三聚氰胺、三聚氰氯、尿素、硫脲、雙氰胺和氰胺中的任意一種物質或任意幾種的混合物。

5.根據權利要求1或2所述利用類石墨相氮化碳原位包覆硼粉制備二硼化鎂超導塊材的方法，其特征在于，在所述步驟(5)中，進行成相熱處理采用的非氧化保護氣氛為惰性保護氣體氣氛、還原性保護氣體氣氛或真空狀態環境。

6.根據權利要求2所述利用類石墨相氮化碳原位包覆硼粉制備二硼化鎂超導塊材的方法，其特征在于，在所述步驟(1)中，按照石墨相氮化碳前驅體的質量為硼粉質量的1-6倍的配料量，將類石墨相氮化碳前驅體和硼粉研磨30-50min混合均勻，得到混合粉體。

7.根據權利要求2所述利用類石墨相氮化碳原位包覆硼粉制備二硼化鎂超導塊材的方法，其特征在于，在所述步驟(2)中，控制熱處理的熱制度為，熱處理溫度為520-630℃，熱處理升溫速度為15-25℃/min，熱處理保溫時間為3-7h，冷卻降溫速度為15-25℃/min。

8.根據權利要求2所述利用類石墨相氮化碳原位包覆硼粉制備二硼化鎂超導塊材的方法，其特征在于，在所述步驟(3)中，采用壓力成型方法，制成硼片前驅體的尺寸不大于