国产精品1024永久观看,大尺度欧美暖暖视频在线观看,亚洲宅男精品一区在线观看,欧美日韩一区二区三区视频,2021中文字幕在线观看

  • <option id="fbvk0"></option>
    1. <rt id="fbvk0"><tr id="fbvk0"></tr></rt>
      <center id="fbvk0"><optgroup id="fbvk0"></optgroup></center>
      <center id="fbvk0"></center>

      <li id="fbvk0"><abbr id="fbvk0"><dl id="fbvk0"></dl></abbr></li>

      納米MgO晶須的低溫制備方法

      文檔序號:8010148閱讀:370來源:國知局
      專利名稱:納米MgO晶須的低溫制備方法
      技術(shù)領(lǐng)域
      本發(fā)明屬于復(fù)合材料技術(shù)領(lǐng)域,特別是涉及納米MgO晶須的低溫制備方法。背親技術(shù)氧化鎂(Mg0)作為一種非常重要的材料被廣泛用作催化劑、有毒物質(zhì)吸附劑和耐火 材料、涂料及超導(dǎo)材料的添加劑。此外,MgO^為一種典型的寬能帶(隙)絕緣體,其塊 體材料的電子和光學(xué)特性受到了廣泛的關(guān)注,并不斷被深入地研究。最近,MgO—維納米結(jié)構(gòu)材料由于其獨特的特性以及在光學(xué)、磁學(xué)、超導(dǎo)典型及鐵電 現(xiàn)象當(dāng)中的應(yīng)用而備受關(guān)注。MgO晶須作為一維納米結(jié)構(gòu)的一種,除了具有以上特性外, 還具有熔點高(28501C)、強度大和彈性模量髙等性能優(yōu)點,制備工藝和設(shè)備簡單,且成 本低,很適合作為多種復(fù)合材料的強化材料。同時,作為一種非常重要的功能材料,它還 可以被用于超導(dǎo)材料的摻雜劑來提高其超導(dǎo)電性。此外,研究MgO晶須的生長條件和生長 形態(tài),對生長新型MgO晶體有著十分重要的意義。由于其獨特的優(yōu)異性能,MgO晶須現(xiàn)已成 為國外科學(xué)家所關(guān)注的熱點之一,但國內(nèi)對這方面的研究尚不多。目前世界上制備MgO晶須的方法主要有兩種一種是如文獻C.O. Hulse, W.K. Tice, Nature 1965, 206, 79和A.H. Heuer, P. Burnett, J. Am. Ceram. Soc. 1967, 50, 627 介紹的物理蒸氣法,即將塊狀MgO材料放入真空爐中用加熱器加熱(不超過2000lC),通過 蒸發(fā)凝聚的方法獲得MgO晶須;另一種方法是如文獻P.Yang, C.M. Lieber, J. Mater. Tes., 1997, 12, 2981和Y.J. Chen, J.B. Li, Y.S. H幼et.al, Ceramics International, 2003, 29, 663-666介紹的化學(xué)反應(yīng)法,即首先將MgO還原成Mg蒸汽,再反應(yīng)生成MgO晶須。所采 用的還原劑主要有W、 C、 CO、 ft和Al等,使用不同的還原劑,在不同的反應(yīng)條件和不同的 反應(yīng)裝置中所制得晶須的橫斷面形狀是不相同的,目前文獻中報道的主要有圓形、十字架 形和H形等。然而這些制備方法通常都需要在較髙溫度(>1200"C)下生成MgO晶須,且制 備成本較高,因此限制了它們的實際應(yīng)用。在過去幾年中,科學(xué)家們做了大量的工作以求得到一種在較低溫度下生成并控制MgO 晶須生長的新方法。2001年,MgB2化合物被發(fā)現(xiàn)具有較髙的超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度(re=39)引起 了人們對超導(dǎo)材料研究的新熱潮如J.Nagamasu, N.Nakagawa, T.Muranaka, Y.Zenitani, J. Akimitsu, Nature 2001, 410,抑文獻中所述的。與此同時,關(guān)于MgB2超導(dǎo)材料分解和氧 化過程的研究也不斷深入,在研究過程中Delin等人的Y. D lin, S. Hongwei, L. Hongxia et al, S叩ercond. Sci. Technol., 2003, 16, 576-581就發(fā)現(xiàn)MgB2粉末樣品在900TC發(fā) 生氧化時會有大量MgO晶須在樣品表面生成,這給低溫條件下制備MgO晶須提供了一種新的 思路。但是上述的技術(shù)存在的問題是Mg蒸氣的形成需要通過MgB2的加熱分解實現(xiàn),WMgB2的分解溫度要高于750匸,且霈要較長時間的保溫處理才能與氧氣反應(yīng)形成足夠的MgO飽和 蒸氣壓來滿族MgO晶須的生長。本課題組在利用同成分化學(xué)配比的Mg粉和B粉進行原位燒結(jié) 制備塊體多晶MgB2樣品過程中發(fā)現(xiàn),MgB2晶粒在6501C時就已經(jīng)形成,但此時Mg粉并沒有反 應(yīng)完全,剩余Mg粉在高于650TC時便會熔化并部分揮發(fā)形成Mg蒸氣,這樣就可以在略髙于 6501C下形成MgO蒸氣,并以形成的MgB2晶粒為基體生長出MgO晶須。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的就是采用原位燒結(jié)制備塊體多晶MgB2超導(dǎo)材料的方法,在燒結(jié)過程中通 入混有含少量氧氣的氬氣(02+Ar),在較低的溫度下(650 750"C)使MgB2樣品表面生成 納米MgO晶須,并通過樣品成分、保溫溫度、保溫時間及制備工藝的調(diào)整得到不同尺寸和 形貌的納米MgO晶須材料。本發(fā)明的技術(shù)方案主要步驟如下本發(fā)明的納米MgO晶須的低溫制備方法,是將鎂粉和無定形硼粉按照原子比為Mg: B=l l. 5: 2揮合,并研磨30 120rain使其充分混合,將混合粉末用壓力機在5 10kg/cm3 的壓力下壓制成燒結(jié)塊體后放入坩堝內(nèi),然后輅坩堝放入真空管式爐的加熱區(qū),隨后對眘 式爐進行密封并抽真空至1 10Pa后充入混有2X 5M氧氣的氬氣,混合氣體流速控制在 5~20 lit./min,以5 20K/min的升溫速率將樣品加熱到650 7501C并保溫0 120min 后以相同速率降至室溫,可使樣品表面生成不同形貌和尺寸的納米MgO晶須。所述的鎂粉和無定形硼粉為分析純。所述的坩堝為剛玉、石墨或氣化硼(MO 。所述的坩堝豎直地放入真空管式爐的加熱區(qū)。所述的研磨在瑪瑙或陶瓷研缽中研磨。本發(fā)明的效果是(1 )選用Mg粉和B粉作為初始材料,二者在連續(xù)升溫過程中會首先發(fā)生反應(yīng)生成MgB2 晶粒。當(dāng)溫度達到Mg的熔點(6501C)以后,先生成的MgB2晶??勺鳛镸gO晶須生長的基 片,而未反應(yīng)完全的Mg粉則舍熔化并伴隨著部分的揮發(fā)。無需引入異質(zhì)的金屬催化劑, 在MgB2晶粒表面的液態(tài)Mg將成為MgO晶須生長的自催化劑而使生成的MgO晶須純度較高, 結(jié)構(gòu)也更加完整,存在較少的晶體缺陷。更主要的是鎂在達到6501C的溫度時便會揮發(fā)并 與充入的少量氧氣反應(yīng)生成MgO蒸氣,且在較低的過飽和狀態(tài)下便會在基片上沉積出MgO 晶須。初用該方法制備MgO晶須所需溫度比先前有明顯降低,大大增加了制備MgO晶須的 實用性。(2)在工藝設(shè)計上,通過不同氧氣量的加入及流量的控制可以很方便的控制和調(diào)整 MgO蒸氣過飽和度,以達到控制MgO晶須形貌和尺寸的目的。同時,選用一個立式的坩堝 可有效增加MgO蒸氣在樣品表面上的停留,有利于達到適當(dāng)?shù)倪^飽和度而促成MgO通須的 形成。


      圖1:實施例1的MgB2晶粒表面生成Mg0晶須的掃描電鏡照片;圖2:圖1中A區(qū)域的放大照片MgB2晶粒的掃描電鏡照片;圖3:圖1中B區(qū)域的放大照片發(fā)散性生長的Mg0晶須的掃描電鏡照片;圖4:實施例2的線性生長的MgO晶須的掃描電鏡照片;圖5:實施例3的棒狀MgO晶須的掃描電鏡照片。
      具體實施方式
      實施例1將鎂粉純度99.5%和無定形硼粉純度99%按照原子比為悔B=l: 2混合,并在瑪瑙研 缽中研磨120min使其充分混合。將混合粉末用壓力機在5kg/ci^的壓力下壓制成燒結(jié)塊體 后放入BN坩堝內(nèi),然后將坩堝豎直地放入真空管式爐的加熱區(qū),隨后對管式爐進行密封 并抽真空至lPa后充入混有5M氧氣的氬氣,混合氣體流速控制在5 lit./min。最后設(shè)定 溫度程序,以5 K/min的升溫速率將樣品加熱到750"C后,'不進行保溫處理便立即以相同 速率降至室溫,可在如圖2所示的MgB2晶粒表面生成如圖l所示的納米MgO晶須,且生成 的納米MgO晶須呈散射狀分布如圖3所示。 實施例2將分析純鎂粉和無定形分析純硼粉按照原子比為Mg: B=1.2: 2沲合,并在剛玉研缽 中研磨6Qmin使其充分混合。將混合粉末用壓力機在8kg/cm3的壓力下壓制成燒結(jié)塊體后 放入剛玉坩堝內(nèi),辨后將坩堝放入真空管式爐的加熱區(qū),隨后對管式爐進行密封并抽真空 至5Pa后充入混有3%氧氣的氬氣,混合氣體流速控制在10 lit./min。最后設(shè)定溫度程 序,以10K/min的升溫速率將樣品加熱到720TC后保溫30min后以相同速率降至室溫,可 在MgB2晶粒表面生成線性納米MgO晶須,如圖4所示。 實施例3將分析純鎂粉和無定形分析純硼粉按照原子比為Mg: B=1.5: 2混合,并在瑪瑙研缽 中研磨120min使其充分混合。將混合粉末用壓力機在10kg/cma的壓力下壓制成燒結(jié)塊體 后放入石墨坩堝內(nèi),然后將坩堝放入真空管式爐的加熱區(qū),隨后對管式爐進行密封并抽真 空至10Pa后充入混有2M氧氣的氬氣,混合氣體流速控制在20升/min。最后設(shè)定溫度程 序,以20 K/min的升溫速率將樣品加熱到650"后保溫120min后以相同速率降至室溫, 可在樣品表面生成棒狀納米MgO晶須,如圖5所示。本發(fā)明并不局限于實例中所描述的技術(shù),它的描述是說明性的,并非限制性的,本發(fā) 明的權(quán)限由權(quán)利要求所限定,基于本技術(shù)領(lǐng)域人員依據(jù)本發(fā)明所能夠變化、重組等方法得 到的與本發(fā)明相關(guān)的技術(shù),都在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。
      權(quán)利要求
      1.一種納米MgO晶須的低溫制備方法,其特征是將鎂粉和無定形硼粉按照原子比為Mg∶B=1~1.5∶2混合,并研磨30~120min使其充分混合,將混合粉末用壓力機在5~10kg/cm3的壓力下壓制成燒結(jié)塊體后放入坩堝內(nèi),然后將坩堝放入真空管式爐的加熱區(qū),隨后對管式爐進行密封并抽真空至1~10Pa后充入混有2%~5%氧氣的氬氣,混合氣體流速控制在5~20lit./min,以5~20K/min的升溫速率將樣品加熱到650~750℃并保溫0~120min后以相同速率降至室溫,可使樣品表面生成不同形貌和尺寸的納米MgO晶須。
      2. 如權(quán)利要求1所述的納米MgO晶須的低溫制備方法,其特征是所述的鎂粉和無定形硼粉 為分析純。
      3. 如權(quán)利要求1所述的納米MgO晶須的低溫制備方法,其特征是所述的坩堝為剛玉、石墨 或氮化硼(BN)。
      4. 如權(quán)利要求1所述的納米MgO晶須的低溫制備方法,其特征是所述的坩堝豎直地放入真 空管式爐的加熱區(qū)。
      5. 如權(quán)利要求1所述的納米MgO晶須的低溫制備方法,其特征是所述的研磨在瑪瑙或陶瓷 研缽中研磨。
      全文摘要
      本發(fā)明涉及納米MgO晶須的低溫制備方法。將鎂粉和無定形硼粉按照原子比為Mg∶B=1~1.5∶2混合,并研磨30~120min使其充分混合,將混合粉末用壓力機在5~10kg/cm<sup>3</sup>的壓力下壓制成燒結(jié)塊體后放入坩堝內(nèi),將坩堝放入真空管式爐的加熱區(qū),對管式爐進行密封并抽真空至1~10Pa后充入混有2%~5%氧氣的氬氣,混合氣體流速控制在5~20lit./min,以5~20K/min的升溫速率將樣品加熱到650~750℃并保溫0~120min后以相同速率降至室溫,樣品表面生成不同形貌和尺寸的納米MgO晶須。當(dāng)鎂在達到650℃的溫度時便會揮發(fā)并與充入的少量氧氣反應(yīng)生成MgO蒸氣,在較低的過飽和狀態(tài)下便會在基片上沉積出MgO晶須。該方法制備MgO晶須所需溫度比先前有明顯降低,大大增加了制備MgO晶須的實用性。
      文檔編號C30B29/00GK101220516SQ200710061300
      公開日2008年7月16日 申請日期2007年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月29日
      發(fā)明者劉永長, 史慶志, 馬宗青 申請人:天津大學(xué)
      網(wǎng)友詢問留言 已有0條留言
      • 還沒有人留言評論。精彩留言會獲得點贊!
      1