一种利用机械合金化制备FeAs粉体的方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110422883A(43)申请公布日2019.11.08(21)申请号201910798878.7(22)申请日2019.08.28(71)申请人中南大学地址410083湖南省长沙市岳麓区麓山南路932号(72)发明人柴立元梁彦杰周元王广君闵小波柯勇(74)专利代理机构长沙市融智专利事务所(普通合伙)43114代理人赵进颜勇(51)Int.Cl.C01G49/00(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图2页(54)发明名称一种利用机械合金化制备FeAs粉体的方法(57)摘要本发明公开了一种利用机械合金化制备FeAs粉体的方法：1)将铁粉和砷粉按1：1的摩尔比混合后放入真空球磨罐内，惰性气氛保护下球磨进行机械合金化反应；2)惰性气体保护下，将步骤1)中机械合金化反应后的样品先升温至100～200℃保温0.5～2h；然后升温至750～850℃保温6～24h，随炉冷却至室温；3)将步骤2)中冷却后的样品置于0.5～4mol/L的稀盐酸中搅拌处理，再经酸洗、水洗、烘干后即得到高纯度、高结晶度的黑色FeAs粉末样品。本发明提供了一种可以快速、大量且低成本制备FeAs粉体的方法，所得FeAs粉体纯度高且结晶度高，可作为前驱体应用于铁基高温超导材料的合成。CN110422883ACN110422883A权利要求书1/1页1.一种利用机械合金化制备FeAs粉体的方法，其特征在于，包括以下步骤：1)将铁粉和砷粉按1：1的摩尔比混合后放入真空球磨罐内，惰性气氛保护下球磨进行机械合金化反应；2)惰性气体保护下，将步骤1)中机械合金化反应后的样品先升温至100～200℃保温0.5～2h；然后升温至750～850℃保温6～24h，随炉冷却至室温；3)将步骤2)中冷却后的样品置于0.5～4mol/L的稀盐酸中搅拌处理，再经酸洗、水洗、烘干后即得到高纯度、高结晶度的黑色FeAs粉末样品。2.根据权利要求1所述的一种利用机械合金化制备FeAs粉体的方法，其特征在于：步骤1)中，铁粉和砷粉的纯度均大于>98.0wt.％。3.根据权利要求1所述的一种利用机械合金化制备FeAs粉体的方法，其特征在于：步骤1)中，球磨条件为：转速为250～400r/min，球料比为10～20：1，时间为8～48h；真空球磨罐内衬材质为不锈钢、刚玉或硬质合金；磨球材质为不锈钢、刚玉或硬质合金；磨球大小为3mm、6mm、10mm和15mm中的一种或几种。4.根据权利要求1所述的一种利用机械合金化制备FeAs粉体的方法，其特征在于：步骤1)中，球磨过程中连续运行40～60min后暂停5～15min，重复直至球磨结束。5.根据权利要求1所述的一种利用机械合金化制备FeAs粉体的方法，其特征在于：步骤1)和2)中，所述惰性气体为氩气或氮气。6.根据权利要求1所述的一种利用机械合金化制备FeAs粉体的方法，其特征在于：步骤2)中，第一次升温速率为10～20℃/min，第二次升温速率为5～10℃/min。7.根据权利要求1所述的一种利用机械合金化制备FeAs粉体的方法，其特征在于：步骤3)中，冷却后的样品与稀盐酸溶液的固液比为1g:10～20mL，搅拌处理时间为12～24h。8.根据权利要求1所述的一种利用机械合金化制备FeAs粉体的方法，其特征在于：步骤3)中，稀盐酸搅拌处理结束后的滤洗过程为先酸洗、后水洗，酸洗采用0.2～1mol/L的稀盐酸。2CN110422883A说明书1/4页一种利用机械合金化制备FeAs粉体的方法技术领域[0001]本发明属于铁基高温超导材料技术领域，具体涉及一种利用机械合金化制备FeAs粉体的方法。背景技术[0002]铁基高温超导材料的转变温度突破了传统的麦克米兰极限，是继铜基超导体之后的第二大高温超导家族。铁基高温超导材料具有丰富的物理性质和巨大的应用价值，有利于室温超导的实现和超导技术的推广。[0003]中国科学院物理研究所和中国科学技术大学研究团队凭借“40K以上铁基高温超导体的发现及若干基本物理性质研究”获得了2013年度国家自然科学一等奖。在随后几年里，新的铁砷化物和铁硒化物等铁基超导体系不断被发现，典型母体包括LaFeAsO、BaFeAs、LiFeAs和FeSe等。理论研究表明，在铁砷化物超导体系中，FeAs层的存在对高温超导的实现起到了关键作用。[0004]铁基超导体的制备一般分为两步。首先是合成前驱物LnAs(Ln＝La,Pr,Fe等)：将高纯La、Pr以及Fe的粉末分别于As粉末混合均匀，成型并在抽过高真空的石英管中烧结制备；然后再与ReFeAsO所需要的其他成分粉末按化学式所需摩尔数混合，成型并密封在充有氩气的石英管中于1150℃左右烧结制成铁基超导体的多晶样