CN113345640B - 一种Fe(Se,Te)超导线材的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种Fe(Se,Te)超导线材的制备方法，该方法包括：一、将铁粉、硒粉、碲粉、银粉和二氧化硒粉进行研磨；二、压制得掺杂后的Fe‑Se‑Te坯体；三、将掺杂后的Fe‑Se‑Te坯体烧结得Fe(Se,Te)超导材料块体；四、经高能球磨得Fe(Se,Te)超导粉末；五、将Fe(Se,Te)超导粉末装管后烧结得Fe(Se,Te)超导线材。本发明采用化学共掺杂法在原料粉末中形成银氧共掺杂，通过银元素增强了Fe(Se,Te)晶界连接性，结合氧元素减少了Fe(Se,Te)晶格中的间隙铁含量，协同提高了Fe(Se,Te)超导线材的超导性能，解决了FeSe基超导线材的晶界连接性和间隙铁两大难题。

Description

一种Fe(Se,Te)超导线材的制备方法
技术领域
本发明属于超导材料制备领域，具体涉及一种Fe(Se,Te)超导线材的制备方法。
背景技术
日本Hosono课题组在2008年首次报道了具有26K临界温度的LaO1-xFxFeAs铁基超导材料，打开了铁基超导材料研究的序幕。目前，已经发展为四个主要体系，分别是“1111”体系(如LaFeAsOF)，“122”体系(如BaFe2As2)，“111”体系(如LiFeAs)和“11”体系(如FeSe)。与铜氧化物高温超导体类似，铁基超导体的晶体结构都为层状结构，以-FeAs-层或-FeSe-层作为超导层。
铁基超导体发展迅速主要有三个原因：第一，通常认为Fe的磁性对常规超导体中的电子配对有破坏作用，因此在铁基超导体中磁性和超导性的共存的特征为探索高温超导机制提供了新途径；第二，铁基超导体的上临界场(Hc2)极高，在4.2K时Hc2均可达到50T以上，是Nb3Sn的两倍左右，而Sr0.6K0.4Fe2As2的Hc2更是可达到140T左右。第三，铁基超导体的临界电流密度(Jc)较高并且随磁场衰减极为缓慢，如Ba0.6K0.4Fe2A2单晶在4.2K时Jc为4×105A/cm-2，即使是在20T的磁场条件下，Jc也能在105A/cm-2以上，这些性能保证了铁基超导实际应用的可能性。
在众多铁基超导体中，尽管FeSe基超导材料的临界温度较低，但是通过在Se位掺杂Te、引入压力以及降低材料维度等方法均可以有效地提高其临界温度Tc，使其满足在4.2K的稳定应用。其中，Fe(Se,Te)的上临界场Hc2在4.2K下可以达到45T以上，并且Fe(Se,Te)涂层导体的Jc在30T，4.2K条件下仍可保持105A/cm2这一满足实际应用的数值，这使其成为可替代传统低温超导材料如NbTi和Nb3Sn的候选材料。因此，制备出具有实际应用潜力的FeSe基超导线材是目前该体系的研究重点。在FeSe基超导材料中性能更好的Fe(Se,Te)超导材料是我们关注的重点，相对于FeSe超导材料来说，Fe(Se,Te)超导材料的临界温度更高，临界电流密度更大，因此制备出性能良好的Fe(Se,Te)超导材料线材对铁基超导的实用化至关重要。
粉末套管法(PIT)制备Fe(Se,Te)线带材对于今后工业量产来说是一个具有潜力的方法。但是目前用PIT制备的Fe(Se,Te)线带材Jc只有103A/cm2，距离实用化要求还有很大距离。制约其Jc提高的主要原因有：低超导芯丝密度导致的晶界弱连接效应；Fe(Se,Te)晶格中出现的间隙铁导致的超导性能降低；以及Fe(Se,Te)多晶本征钉扎性能不高使电流在高场下性能降低等。在过去十年中，研究人员提出多种改善Fe(Se,Te)中Jc的方法。比如开发高能球磨辅助烧结法来提高晶界连接性、采用氧气下退火的后处理工艺去除晶格中的间隙铁以及采用高能离子辐照等引入人工钉扎中心来提高本征钉扎力等。但是上述这些方法只能单一的解决其中一种影响因素，并不能全面地一次性解决上述所有问题。因此，找到一种简单的综合性解决方法，对于实际的工业化生产而言，具有重要的现实意义。而化学掺杂是一种成本低廉、工艺简单的方法，通过在基体引入其他化学元素来有效调控费米面附近的态密度并优化Jc。同时，引入的化学元素可能会改变体系的形成能，从而生成第二相作为有效钉扎中心使Jc在高场具有优异的性能。低熔点金属如Ag、Sn掺杂对于改善高温超导体的晶界连接性有很好的促进作用。另外，对于单晶体系而言，低氧条件下的退火可以有效去除超导晶格中的间隙铁，提高体系的超导电性。但对于线带材来说，低氧气氛后处理中氧气很难进入到包套内部，这极大地限制了氧气下退火的效果。因此，如果可通过化学掺杂同时在Fe(Se,Te)基体引入低熔点金属和少量的氧元素，那么晶界连接性问题和间隙铁问题就能同时得到改善。同时也为今后线材中的退火后处理提供了便利。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种Fe(Se,Te)超导线材的制备方法。该方法采用化学共掺杂法在原料粉末中引入银元素和氧元素形成银氧共掺杂，通过银元素增强了Fe(Se,Te)晶界连接性，结合氧元素有效减少了Fe(Se,Te)晶格中的间隙铁含量，两者协同作用，大大提高了Fe(Se,Te)超导线材的超导性能，同时解决了困扰FeSe基超导线材的晶界连接性和间隙铁两大难题。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种Fe(Se,Te)超导线材的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
步骤一、在充满惰性气体的手套箱中，将混合粉体置于玛瑙研钵中研磨30min～120min；所述混合粉体由铁粉、硒粉、碲粉、银粉和二氧化硒粉按照0.9～1.4:0.2～0.8:0.2～0.8:0.01～0.1:0.01～0.1的摩尔比组成；
步骤二、在充满惰性气体的手套箱中，将步骤一中经研磨后的混合粉体放入压片模具中并密封，然后取出放置于压片机上进行压制处理，得到掺杂后的Fe-Se-Te坯体；所述压制处理的压力为5MPa～18MPa，时间为2min～50min；
步骤三、将步骤二中得到的掺杂后的Fe-Se-Te坯体从压片模具中取出后放置于石英管中，并采用氢氧焰密封，然后放置于烧结炉中进行烧结处理，冷却至室温后得到Fe(Se,Te)超导材料块体；所述烧结处理的温度为500℃～1000℃，时间为5h～96h；所述冷却的过程为：先以不高于30℃/h的速率降至300℃～600℃保温1h～24h，然后以不高于30℃/h的速率降至室温；
步骤四、将步骤三中得到的Fe(Se,Te)超导材料块体放置于高能球磨机的球磨罐中进行高能球磨处理，得到Fe(Se,Te)超导粉末；所述高能球磨处理采用的球料比为1:1～20，转速不低于1500r/min，时间为1min～60min；
步骤五、将步骤四中得到的Fe(Se,Te)超导粉末装入Fe管中，采用粉末装管法制备得到装管体，然后在氩气气氛下进行烧结处理，冷却至室温后得到Fe(Se,Te)超导线材；所述烧结处理的温度为100℃～500℃，时间为1h～96h；所述冷却的速率不高于30℃/h。
本发明首先将铁粉、硒粉、碲粉、银粉和二氧化硒粉混合研磨，采用化学共掺杂法，通过在原料粉末中加入银粉和二氧化硒粉，从而引入银元素和氧元素形成银氧共掺杂，通过银元素增强了Fe(Se,Te)晶界连接性，通过氧元素有效减少了Fe(Se,Te)晶格中的间隙铁含量，解决了氧气无法进入超导线材芯丝的问题，大大提高了Fe(Se,Te)超导线材的超导性能；然后采用压制和烧结工艺得到Fe(Se,Te)超导材料块体，经高能球磨处理进行快速颗粒细化，促进了各成分的均匀分散，获得颗粒均匀的Fe(Se,Te)超导粉末，再经粉末装管法结合烧结处理，得到高超导性能的Fe(Se,Te)超导线材。
上述的一种Fe(Se,Te)超导线材的制备方法，其特征在于，步骤一中所述铁粉为还原铁粉，且质量纯度不低于99.99％，所述硒粉、碲粉和银粉的质量纯度均不低于99.99％，所述二氧化硒粉的质量纯度不低于99.9％。本发明采用高质量纯度的原料粉末，有效保证了Fe(Se,Te)超导相的成相以及对氧元素含量的精确控制。
上述的一种Fe(Se,Te)超导线材的制备方法，其特征在于，所述混合粉体由铁粉、硒粉、碲粉、银粉和二氧化硒粉按照1.0:0.5:0.5:0.01～0.05:0.01～0.05的摩尔比组成。该优选的原料配比在保证超导四方相生成的填实，避免了引入的氧元素含量过高。
上述的一种Fe(Se,Te)超导线材的制备方法，其特征在于，步骤二中所述压制处理的压力为10MPa，时间为10min。该优选的压制参数保证了掺杂后的Fe-Se-Te坯体的成型质量。
上述的一种Fe(Se,Te)超导线材的制备方法，其特征在于，步骤三中所述烧结处理在真空或氩气气氛中进行，且烧结处理的温度为900℃，时间为48h；所述冷却的过程为：先以25℃/h的速率降至500℃保温12h，然后以25℃/h的速率降至室温。该优选的烧结处理工艺保证了超导四方相的生成，同时保证了掺杂元素进入Fe(Se,Te)超导材料块体的体系内。
上述的一种Fe(Se,Te)超导线材的制备方法，其特征在于，步骤四中所述高能球磨处理采用的球料比为1:6，时间为5min。该优选的高能球磨处理工艺保证了Fe(Se,Te)超导材料块体被快速均匀地研磨成Fe(Se,Te)超导粉末，提高了装管体中装管粉体的均匀性，从而有利于提高Fe(Se,Te)超导线材的超导性能。
上述的一种Fe(Se,Te)超导线材的制备方法，其特征在于，步骤五中所述烧结处理的温度为300℃～400℃，时间为15h；所述冷却的速率为25℃/h。通过控制烧结处理的工艺保证了Fe(Se,Te)超导线材中晶粒的顺利长大，有利于改善晶界连接性。
本发明中的室温通常为20℃～35℃。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
1、本发明采用化学共掺杂法在原料粉末中引入银元素和氧元素形成银氧共掺杂，通过银元素增强了Fe(Se,Te)晶界连接性，结合氧元素有效减少了Fe(Se,Te)晶格中的间隙铁含量，两者协同作用，大大提高了Fe(Se,Te)超导线材的超导性能，
2、与传统的手工研磨和行星球磨制备超导前驱粉体的方法相比，本发明经高能球磨处理进行快速颗粒细化，促进了各成分的均匀分散，获得颗粒均匀的Fe(Se,Te)超导粉末，极大地缩短了球磨时间，避免了长时间球磨引起粉体氧化的问题。
3、本发明仅需采用化学共掺杂法一步即解决了困扰FeSe基超导线材的晶界连接性和间隙铁两大难题，简单有效成本低，满足了后续工业应用对铁基超导线材性能的要求，适于工业化大规模生产。
下面通过附图和实施例对本发明的技术方案作进一步的详细描述。
附图说明
图1为本发明实施例1制备的Fe(Se,Te)超导线材的横截面图。
图2a为本发明对比例1制备的Fe(Se,Te)超导线材中芯丝的SEM图。
图2b为本发明实施例1制备的Fe(Se,Te)超导线材中芯丝的SEM图。
图3a为本发明实施例1制备的Fe(Se,Te)超导线材中的Fe元素分布图。
图3b为本发明实施例1制备的Fe(Se,Te)超导线材中的Se元素分布图。
图3c为本发明实施例1制备的Fe(Se,Te)超导线材中的Te元素分布图。
图3d为本发明实施例1制备的Fe(Se,Te)超导线材中的Ag元素分布图。
图3e为本发明实施例1制备的Fe(Se,Te)超导线材中的O元素分布图。
图4为本发明实施例1和对比例1制备的Fe(Se,Te)超导线材中芯丝的XRD谱图。
图5为本发明实施例1和对比例1制备的Fe(Se,Te)超导线材中芯丝的临界电流密度-磁场关系曲线。
图6为本发明实施例1和对比例1制备的Fe(Se,Te)超导线材中芯丝的临界温度-磁化率关系曲线。
图7为本发明实施例2和对比例2制备的Fe(Se,Te)超导线材中芯丝的XRD谱图。
图8为本发明实施例2和对比例2制备的Fe(Se,Te)超导线材中芯丝的临界电流密度-磁场关系曲线。
具体实施方式
实施例1
本实施例包括以下步骤：
步骤一、在充满氩气的手套箱中，将混合粉体置于玛瑙研钵中研磨30min；所述混合粉体由铁粉、硒粉、碲粉、银粉和二氧化硒粉按照1.0:0.5:0.5:0.05:0.05的摩尔比组成；
所述铁粉为还原铁粉，且质量纯度为99.99％，所述硒粉、碲粉和银粉的质量纯度均为99.99％，所述二氧化硒粉的质量纯度为99.9％；
步骤二、在充满氩气的手套箱中，将步骤一中经研磨后的混合粉体放入压片模具中并密封，然后取出放置于压片机上进行压制处理，得到掺杂后的Fe-Se-Te坯体；所述压制处理的压力为10MPa，时间为10min；
步骤三、将步骤二中得到的掺杂后的Fe-Se-Te坯体从压片模具中取出后放置于石英管中，并采用氢氧焰密封，然后放置于烧结炉中进行烧结处理，冷却至室温后得到Fe(Se,Te)超导材料块体；
所述烧结处理在氩气气氛中进行，且烧结处理的温度为900℃，时间为48h；所述冷却的过程为：先以25℃/h的速率降至500℃保温12h，然后以25℃/h的速率降至室温；
步骤四、将步骤三中得到的Fe(Se,Te)超导材料块体放置于高能球磨机的球磨罐中，进行高能球磨处理，得到Fe(Se,Te)超导粉末；所述高能球磨处理采用的球料比为1:6，转速为1560r/min，时间为5min；
步骤五、将步骤四中得到的Fe(Se,Te)超导粉末装入Fe管中，采用粉末装管法制备得到装管体，然后放置于氩气气氛保护下的烧结炉中进行烧结处理，冷却至室温后得到Fe(Se,Te)超导线材；所述烧结处理的温度为300℃，时间为15h；所述冷却的速率为25℃/h。
经检测，本实施例制备的Fe(Se,Te)超导线材的超导转变温度为13.7K，在5K、0T下的临界电流密度为34000A/cm2，表现出了良好的超导性能。
图1为本实施例制备的Fe(Se,Te)超导线材的横截面图，从图1可以看出，该Fe(Se,Te)超导线材中芯丝与芯材的界面清晰规整，说明Fe(Se,Te)超导线材的质量较好。
对比例1
本对比例与实施例1的不同之处为：步骤一中混合粉体中不加银粉和二氧化硒粉。
图2a为本发明对比例1制备的Fe(Se,Te)超导线材中芯丝的SEM图，图2b为本发明实施例1制备的Fe(Se,Te)超导线材中芯丝的SEM图，图3a为本实施例制备的Fe(Se,Te)超导线材中的Fe元素分布图，图3b为本实施例制备的Fe(Se,Te)超导线材中的Se元素分布图，图3c为本实施例制备的Fe(Se,Te)超导线材中的Te元素分布图，图3d为本实施例制备的Fe(Se,Te)超导线材中的Ag元素分布图，图3e为本实施例制备的Fe(Se,Te)超导线材中的O元素分布图，从图2a～图2b结合图3a～图3e可看出，本实施例采用银氧共掺杂制备的Fe(Se,Te)超导线材的芯丝中出现铁氧化物颗粒(图2b中方框)，说明银氧共掺杂导致了Fe(Se,Te)超导体系中明显的微结构和成分变化，体系中的间隙铁与氧反应生成铁氧化物颗粒，起到了与单晶块体在氧气下退火相同的效果，解决了氧气无法进入超导线材芯丝的问题，且制备的Fe(Se,Te)超导线材中各元素分布均匀。
图4为本发明实施例1和对比例1制备的Fe(Se,Te)超导线材中芯丝的XRD谱图，从图4可看出，相较于对比例1未掺杂的Fe(Se,Te)超导线材，实施例1制备的Fe(Se,Te)超导线材的芯丝中生成单质银和铁氧化物。
图5为本发明实施例1和对比例1制备的Fe(Se,Te)超导线材中芯丝的临界电流密度-磁场关系曲线，从图5可以看出，相较于对比例1未掺杂的Fe(Se,Te)超导线材，实施例1采用银氧共掺杂制备的Fe(Se,Te)超导线材在自场和高场下临界电流密度Jc都得到大幅提升，说明银的引入起到增强Fe(Se,Te)晶界连接性的作用，使得自场临界电流密度提高，氧的引入导致Fe(Se,Te)晶格中间隙铁含量减少，使得高场临界临流密度提高。
图6为本发明实施例1和对比例1制备的Fe(Se,Te)超导线材中芯丝的临界温度-磁化率关系曲线，从图6可以看出，相较于对比例1未掺杂的Fe(Se,Te)超导线材，实施例1采用银氧共掺杂制备的Fe(Se,Te)超导线材的临界温度有小幅下降但转变宽度变窄，说明实施例1制备的Fe(Se,Te)超导线材的质量更好。
实施例2
本实施例包括以下步骤：
步骤一、在充满氩气的手套箱中，将混合粉体置于玛瑙研钵中研磨30min；所述混合粉体由铁粉、硒粉、碲粉、银粉和二氧化硒粉按照1.0:0.5:0.5:0.01:0.01的摩尔比组成；
所述铁粉为还原铁粉，且质量纯度为99.99％，所述硒粉、碲粉和银粉的质量纯度均为99.99％，所述二氧化硒粉的质量纯度为99.9％；
步骤二、在充满氩气的手套箱中，将步骤一中经研磨后的混合粉体放入压片模具中并密封，然后取出放置于压片机上进行压制处理，得到掺杂后的Fe-Se-Te坯体；所述压制处理的压力为10MPa，时间为10min；
步骤三、将步骤二中得到的掺杂后的Fe-Se-Te坯体从压片模具中取出后放置于石英管中，并采用氢氧焰密封，然后放置于烧结炉中进行烧结处理，冷却至室温后得到Fe(Se,Te)超导材料块体；
所述烧结处理在氩气气氛中进行，且烧结处理的温度为900℃，时间为48h；所述冷却的过程为：先以25℃/h的速率降至500℃保温12h，然后以25℃/h的速率降至室温；
步骤四、将步骤三中得到的Fe(Se,Te)超导材料块体放置于高能球磨机的球磨罐中，进行高能球磨处理，得到Fe(Se,Te)超导粉末；所述高能球磨处理采用的球料比为1:6，转速为1500r/min，时间为5min；
步骤五、将步骤四中得到的Fe(Se,Te)超导粉末装入Fe管中，采用粉末装管法制备得到装管体，然后放置于氩气气氛保护下的烧结炉中进行烧结处理，冷却至室温后得到Fe(Se,Te)超导线材；所述烧结处理的温度为300℃，时间为15h；所述冷却的速率为25℃/h。
经检测，本实施例制备的Fe(Se,Te)超导线材的超导转变温度为13.9K，在5K、0T下的临界电流密度为21000A/cm2，表现出了良好的超导性能。
对比例2
本对比例与实施例2的不同之处为：步骤一中混合粉体中不加银粉和二氧化硒粉。
图7为本发明实施例2和对比例2制备的Fe(Se,Te)超导线材中芯丝的XRD谱图，从图7可以看出，相较于对比例2未掺杂的Fe(Se,Te)超导线材，实施例2制备的Fe(Se,Te)超导线材的芯丝中生成单质银和铁氧化物。
图8为本发明实施例2和对比例2制备的Fe(Se,Te)超导线材中芯丝的临界电流密度-磁场关系曲线，从图8可以看出，相较于对比例2未掺杂的Fe(Se,Te)超导线材，实施例2采用银氧共掺杂制备的Fe(Se,Te)超导线材在自场和高场下临界电流密度Jc都得到大幅提升，说明银的引入起到增强Fe(Se,Te)晶界连接性的作用，使得自场临界电流密度提高，氧的引入导致Fe(Se,Te)晶格中间隙铁含量减少，使得高场临界临流密度提高。
实施例3
本实施例包括以下步骤：
步骤一、在充满氩气的手套箱中，将混合粉体置于玛瑙研钵中研磨60min；所述混合粉体由铁粉、硒粉、碲粉、银粉和二氧化硒粉按照0.9:0.2:0.2:0.01:0.01的摩尔比组成；
所述铁粉为还原铁粉，且质量纯度为99.999％，所述硒粉、碲粉和银粉的质量纯度均为99.999％，所述二氧化硒粉的质量纯度为99.99％；
步骤二、在充满氩气的手套箱中，将步骤一中经研磨后的混合粉体放入压片模具中并密封，然后取出放置于压片机上进行压制处理，得到掺杂后的Fe-Se-Te坯体；所述压制处理的压力为5MPa，时间为2min；
步骤三、将步骤二中得到的掺杂后的Fe-Se-Te坯体从压片模具中取出后放置于石英管中，并采用氢氧焰密封，然后放置于烧结炉中进行烧结处理，冷却至室温后得到Fe(Se,Te)超导材料块体；
所述烧结处理在氩气气氛中进行，且烧结处理的温度为500℃，时间为5h；所述冷却的过程为：先以30℃/h的速率降至300℃保温1h，然后以30℃/h的速率降至室温；
步骤四、将步骤三中得到的Fe(Se,Te)超导材料块体放置于高能球磨机的球磨罐中，进行高能球磨处理，得到Fe(Se,Te)超导粉末；所述高能球磨处理采用的球料比为1:20，转速为2000r/min，时间为1min；
步骤五、将步骤四中得到的Fe(Se,Te)超导粉末装入Fe管中，采用粉末装管法制备得到装管体，然后放置于氩气气氛保护下的烧结炉中进行烧结处理，冷却至室温后得到Fe(Se,Te)超导线材；所述烧结处理的温度为100℃，时间为96h；所述冷却的速率为30℃/h。
经检测，本实施例制备的Fe(Se,Te)超导线材的超导转变温度为13.8K，在5K、0T下的临界电流密度为30000A/cm2，表现出了良好的超导性能。
实施例4
本实施例包括以下步骤：
步骤一、在充满氩气的手套箱中，将混合粉体置于玛瑙研钵中研磨120min；所述混合粉体由铁粉、硒粉、碲粉、银粉和二氧化硒粉按照1.4:0.8:0.8:0.01:0.01的摩尔比组成；
所述铁粉为还原铁粉，且质量纯度为99.99％，所述硒粉、碲粉和银粉的质量纯度均为99.99％，所述二氧化硒粉的质量纯度为99.9％；
步骤二、在充满氩气的手套箱中，将步骤一中经研磨后的混合粉体放入压片模具中并密封，然后取出放置于压片机上进行压制处理，得到掺杂后的Fe-Se-Te坯体；所述压制处理的压力为18MPa，时间为50min；
步骤三、将步骤二中得到的掺杂后的Fe-Se-Te坯体从压片模具中取出后放置于石英管中，并采用氢氧焰密封，然后放置于烧结炉中进行烧结处理，冷却至室温后得到Fe(Se,Te)超导材料块体；
所述烧结处理在氩气气氛中进行，且烧结处理的温度为1000℃，时间为96h；所述冷却的过程为：先以28℃/h的速率降至600℃保温24h，然后以28℃/h的速率降至室温；
步骤四、将步骤三中得到的Fe(Se,Te)超导材料块体放置于高能球磨机的球磨罐中，进行高能球磨处理，得到Fe(Se,Te)超导粉末；所述高能球磨处理采用的球料比为1:1，转速为1500r/min，时间为60min；
步骤五、将步骤四中得到的Fe(Se,Te)超导粉末装入Fe管中，采用粉末装管法制备得到装管体，然后放置于氩气气氛保护下的烧结炉中进行烧结处理，冷却至室温后得到Fe(Se,Te)超导线材；所述烧结处理的温度为500℃，时间为30h；所述冷却的速率为25℃/h。
经检测，本实施例制备的Fe(Se,Te)超导线材的超导转变温度为13.5K，在5K、0T下的临界电流密度为25000A/cm2，表现出了良好的超导性能。
实施例5
本实施例包括以下步骤：
步骤一、在充满氩气的手套箱中，将混合粉体置于玛瑙研钵中研磨100min；所述混合粉体由铁粉、硒粉、碲粉、银粉和二氧化硒粉按照1.0:0.3:0.3:0.03:0.03的摩尔比组成；
所述铁粉为还原铁粉，且质量纯度为99.99％，所述硒粉、碲粉和银粉的质量纯度均为99.99％，所述二氧化硒粉的质量纯度为99.9％；
步骤二、在充满氩气的手套箱中，将步骤一中经研磨后的混合粉体放入压片模具中并密封，然后取出放置于压片机上进行压制处理，得到掺杂后的Fe-Se-Te坯体；所述压制处理的压力为12MPa，时间为20min；
步骤三、将步骤二中得到的掺杂后的Fe-Se-Te坯体从压片模具中取出后放置于石英管中，并采用氢氧焰密封，然后放置于烧结炉中进行烧结处理，冷却至室温后得到Fe(Se,Te)超导材料块体；
所述烧结处理在氩气气氛中进行，且烧结处理的温度为600℃，时间为12h；所述冷却的过程为：先以25℃/h的速率降至400℃保温8h，然后以25℃/h的速率降至室温；
步骤四、将步骤三中得到的Fe(Se,Te)超导材料块体放置于高能球磨机的球磨罐中，进行高能球磨处理，得到Fe(Se,Te)超导粉末；所述高能球磨处理采用的球料比为1:12，转速为1600r/min，时间为10min；
步骤五、将步骤四中得到的Fe(Se,Te)超导粉末装入Fe管中，采用粉末装管法制备得到装管体，然后放置于氩气气氛保护下的烧结炉中进行烧结处理，冷却至室温后得到Fe(Se,Te)超导线材；所述烧结处理的温度为400℃，时间为1h；所述冷却的速率为25℃/h。
经检测，本实施例制备的Fe(Se,Te)超导线材的超导转变温度为13.6K，在5K、0T下的临界电流密度为28000A/cm2，表现出了良好的超导性能。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制。凡是根据发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。

Claims (7)

1.一种Fe(Se,Te)超导线材的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
步骤一、在充满惰性气体的手套箱中，将混合粉体置于玛瑙研钵中研磨30min～120min；所述混合粉体由铁粉、硒粉、碲粉、银粉和二氧化硒粉按照0.9～1.4:0.2～0.8:0.2～0.8:0.01～0.1:0.01～0.1的摩尔比组成；
步骤二、在充满惰性气体的手套箱中，将步骤一中经研磨后的混合粉体放入压片模具中并密封，然后取出放置于压片机上进行压制处理，得到掺杂后的Fe-Se-Te坯体；所述压制处理的压力为5MPa～18MPa，时间为2min～50min；
步骤三、将步骤二中得到的掺杂后的Fe-Se-Te坯体从压片模具中取出后放置于石英管中，并采用氢氧焰密封，然后放置于烧结炉中进行烧结处理，冷却至室温后得到Fe(Se,Te)超导材料块体；所述烧结处理的温度为500℃～1000℃，时间为5h～96h；所述冷却的过程为：先以不高于30℃/h的速率降至300℃～600℃保温1h～24h，然后以不高于30℃/h的速率降至室温；
步骤四、将步骤三中得到的Fe(Se,Te)超导材料块体放置于高能球磨机的球磨罐中进行高能球磨处理，得到Fe(Se,Te)超导粉末；所述高能球磨处理采用的球料比为1:1～20，转速不低于1500r/min，时间为1min～60min；
步骤五、将步骤四中得到的Fe(Se,Te)超导粉末装入Fe管中，采用粉末装管法制备得到装管体，然后在氩气气氛下进行烧结处理，冷却至室温后得到Fe(Se,Te)超导线材；所述烧结处理的温度为100℃～500℃，时间为1h～96h；所述冷却的速率不高于30℃/h。
2.根据权利要求1所述的一种Fe(Se,Te)超导线材的制备方法，其特征在于，步骤一中所述铁粉为还原铁粉，且质量纯度不低于99.99％，所述硒粉、碲粉和银粉的质量纯度均不低于99.99％，所述二氧化硒粉的质量纯度不低于99.9％。
3.根据权利要求1所述的一种Fe(Se,Te)超导线材的制备方法，其特征在于，所述混合粉体由铁粉、硒粉、碲粉、银粉和二氧化硒粉按照1.0:0.5:0.5:0.01～0.05:0.01～0.05的摩尔比组成。
4.根据权利要求1所述的一种Fe(Se,Te)超导线材的制备方法，其特征在于，步骤二中所述压制处理的压力为10MPa，时间为10min。
5.根据权利要求1所述的一种Fe(Se,Te)超导线材的制备方法，其特征在于，步骤三中所述烧结处理在真空或氩气气氛中进行，且烧结处理的温度为900℃，时间为48h；所述冷却的过程为：先以25℃/h的速率降至500℃保温12h，然后以25℃/h的速率降至室温。
6.根据权利要求1所述的一种Fe(Se,Te)超导线材的制备方法，其特征在于，步骤四中所述高能球磨处理采用的球料比为1:6，时间为5min。
7.根据权利要求1所述的一种Fe(Se,Te)超导线材的制备方法，其特征在于，步骤五中所述烧结处理的温度为300℃～400℃，时间为15h；所述冷却的速率为25℃/h。
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