CN113643854B - 一种石墨烯复合Fe(Se,Te)超导材料的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种石墨烯复合Fe(Se,Te)超导材料的制备方法,该方法包括:一、将混合粉体进行研磨;二、将经研磨后的混合粉体入模密封后压制得到Fe‑Se‑Te坯体;三、经烧结处理得到Fe(Se,Te)超导材料块体;四、将Fe(Se,Te)超导材料块体与石墨烯进行高能球磨处理,得到石墨烯混合Fe(Se,Te)超导粉末;五、经放电等离子烧结得到石墨烯复合Fe(Se,Te)超导材料。本发明采用石墨烯作为掺杂物对Fe(Se,Te)超导材料块体进行掺杂复合,在不降低体系超导性能的前提下,有效降低了FeSe体系的弹性模量,有利于减少了超导材料与外包套的力学性能差异,改善了超导线带材的力学性能和超导性能。
Description
技术领域
本发明属于超导材料制备技术领域,具体涉及一种石墨烯复合Fe(Se,Te)超导材料的制备方法。
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,由-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。在用粉末套管法(PIT)制备超导线带材的过程中,由于超导材料是陶瓷类物质,与外包套的力学性能有很大差异,因此在加工的过程中导致变形不一致,从而产生断芯的现象,制约了临界电流的提高。所以,改善超导材料的力学性能,使其在加工过程中易于变形,对于其应用具有一定的实际意义。但目前对于FeSe基超导材料的力学性能的研究较少,只有巴西的Jurelo课题组研究了FeSe多晶和Fe(Se,Te)单晶本征的硬度和弹性模量。而如何进一步提高FeSe基超导材料的力学性能方面的相关研究目前还是空白。因此,找到一种简单有效的方法来提高FeSe基超导材料的力学性能对今后实际应用是至关重要的。
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,提供一种石墨烯复合Fe(Se,Te)超导材料的制备方法。该方法采用石墨烯作为掺杂物对Fe(Se,Te)超导材料块体进行掺杂复合,利用石墨烯优异的物理化学性能作为晶界处的“润滑剂”,在不降低体系超导性能的前提下,有效降低了FeSe体系的弹性模量,有利于减少了粉末装管法制备Fe(Se,Te)超导线带材中Fe(Se,Te)超导材料与外包套的力学性能差异,避免了断芯现象,进而改善了Fe(Se,Te)超导线带材的力学性能和超导性能。
为解决上述技术问题,本发明采用的技术方案为:一种石墨烯复合Fe(Se,Te)超导材料的制备方法,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;
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Fe-Se-Te坯体;所述压制处理的压力为5MPa~18MPa,时间为10min;
步骤三、将步骤二中得到的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900℃,时间为24h~72h;所述冷却的过程为:先以不高于30℃/h的速率降至500℃~600℃并保温12h,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)超导材料块体与石墨烯一同放置于高能球磨机的球磨罐中进行高能球磨处理,得到石墨烯混合Fe(Se,Te)超导粉末;所述石墨烯的质量为石墨烯混合Fe(Se,Te)超导粉末质量的0.1%~1%;所述高能球磨处理采用的球料比为1:6,转速不低于1500r/min,时间为1h~10h;
步骤五、将步骤四中得到的石墨烯混合Fe(Se,Te)超导粉末装入石墨模具中,然后在真空下进行放电等离子烧结,冷却至室温后得到石墨烯复合Fe(Se,Te)超导材料;所述放电等离子烧结温度为400℃,时间为1min~10min,压力为30MPa~50MPa;所述冷却的速率不高于30℃/h。
本发明先将由铁粉、硒粉、碲粉组成的混合粉体研磨后依次经压制、烧结形成Fe(Se,Te)超导材料块体,然后将Fe(Se,Te)超导材料块体与石墨烯共同进行高能球磨处理,再经放电等离子烧结得到石墨烯复合Fe(Se,Te)超导材料,通过混粉法引入石墨烯对Fe(Se,Te)超导材料块体进行掺杂复合,利用石墨烯优异的物理化学性能作为晶界处的“润滑剂”,在临界温度没有显著降低即不降低体系超导性能的前提下,有效降低了FeSe体系的弹性模量,从而获得易变形的石墨烯复合Fe(Se,Te)超导材料,有利于减少了粉末装管法制备Fe(Se,Te)超导线带材中Fe(Se,Te)超导材料与外包套的力学性能差异,避免了制备过程中变形不一致导致的断芯现象,进而改善了Fe(Se,Te)超导线带材的力学性能和超导性能。
上述的一种石墨烯复合Fe(Se,Te)超导材料的制备方法,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、碲粉的质量纯度均不低于99.99%。
上述的一种石墨烯复合Fe(Se,Te)超导材料的制备方法,其特征在于,步骤一中所述混合粉体由铁粉、硒粉、碲粉按照1.0:0.5:0.5的摩尔比组成。
上述的一种石墨烯复合Fe(Se,Te)超导材料的制备方法,其特征在于,步骤二中所述压制处理的压力为10MPa。
上述的一种石墨烯复合Fe(Se,Te)超导材料的制备方法,其特征在于,步骤三中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。
上述的一种石墨烯复合Fe(Se,Te)超导材料的制备方法,其特征在于,所述石墨烯的质量为石墨烯混合Fe(Se,Te)超导粉末质量的0.1%~0.3%;所述高能球磨处理采用的时间为1h。
上述的一种石墨烯复合Fe(Se,Te)超导材料的制备方法,其特征在于,步骤五中所述放电等离子烧结的温度为400℃,时间为5min,压力为50MPa;所述冷却的速率为25℃/h。
本发明与现有技术相比具有以下优点:
1、本发明采用石墨烯作为掺杂物对Fe(Se,Te)超导材料块体进行掺杂复合,利用石墨烯优异的物理化学性能作为晶界处的“润滑剂”,在不降低体系超导性能的前提下,有效降低了FeSe体系的弹性模量,得到高超导相、高致密度、低弹性模量的石墨烯复合Fe(Se,Te)超导材料,有利于减少了粉末装管法制备Fe(Se,Te)超导线带材中Fe(Se,Te)超导材料与外包套的力学性能差异,避免了断芯现象,进而改善了Fe(Se,Te)超导线带材的力学性能和超导性能。
2、本发明仅需向Fe(Se,Te)超导材料块体加入石墨烯进行高能球磨并烧结,即可制备石墨烯复合Fe(Se,Te)超导材料,无需在制备过程引入复杂的加工和热处理手段,具有能耗小,工艺简单、可重复性强的优点。
3、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,本发明采用高能球磨处理进行石墨烯掺杂的工艺不仅极大地缩短了研磨所需时间,避免了长时间研磨引起粉体氧化的问题,而且经高能球磨处理后混合粉体分布更均匀,石墨烯的掺杂效果更好。
4、本发明采用放电等离子烧结制备石墨烯复合Fe(Se,Te)超导材料,大大缩短了烧结时间,且制备出的产物致密度高接近100%,有利于本发明方法的实用化。
5、采用本发明石墨烯复合Fe(Se,Te)超导材料制备的Fe(Se,Te)超导线材不易断芯,具有优异的力学性能和超导性能,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1a为本发明实施例1制备的石墨烯复合Fe(Se,Te)超导材料的SEM二次电子形貌图(×5000)。
图1b为本发明实施例1制备的石墨烯复合Fe(Se,Te)超导材料的SEM二次电子形貌图(×100000)。
图1c为本发明对比例1制备的Fe(Se,Te)超导材料的SEM二次电子形貌图。
图1d为本发明对比例2制备的Fe(Se,Te)超导材料的SEM二次电子形貌图。
图2为本发明实施例1制备的石墨烯复合Fe(Se,Te)超导材料和对比例1~对比例2制备的Fe(Se,Te)超导材料的临界温度-磁化率关系曲线图。
图3为本发明实施例1制备的石墨烯复合Fe(Se,Te)超导材料和对比例1~对比例2制备的Fe(Se,Te)超导材料的上临界场和不可逆场关系曲线图。
图4a为本发明实施例1制备的石墨烯复合Fe(Se,Te)超导材料的三点弯曲测试曲线图。
图4b为本发明对比例2制备的Fe(Se,Te)超导材料的三点弯曲测试曲线图。
具体实施方式
实施例1
本实施例包括以下步骤:
步骤一、在充满惰性气体的手套箱中,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、碲粉按照1.0:0.5:0.5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、碲粉的质量纯度均为99.99%;
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900℃,时间为48h;所述冷却的过程为:先以25℃/h的速率降至500℃并保温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)超导材料块体与石墨烯一同放置于高能球磨机的球磨罐中进行高能球磨处理,得到石墨烯混合Fe(Se,Te)超导粉末;所述石墨烯的质量为石墨烯混合Fe(Se,Te)超导粉末质量的0.1%;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1h;
步骤五、将步骤四中得到的石墨烯混合Fe(Se,Te)超导粉末装入石墨模具中,然后在真空下进行放电等离子烧结,冷却至室温后得到石墨烯复合Fe(Se,Te)超导材料;所述放电等离子烧结温度为400℃,时间为5min,压力为50MPa;所述冷却的速率为25℃/h。
对比例1
本对比例与实施例1的不同之处为:只进行至步骤三得到Fe(Se,Te)超导材料,无后续石墨烯混合和放电等离子烧结过程。
对比例2
本对比例与实施例1的不同之处为:步骤四中不加入石墨烯,最终得到Fe(Se,Te)超导材料。
图1a为本发明实施例1制备的石墨烯复合Fe(Se,Te)超导材料的SEM二次电子形貌图(×5000),图1b为本发明实施例1制备的石墨烯复合Fe(Se,Te)超导材料的SEM二次电子形貌图(×100000),图1c为本发明对比例1制备的Fe(Se,Te)超导材料的SEM二次电子形貌图,图1d为本发明对比例2制备的Fe(Se,Te)超导材料的SEM二次电子形貌图,从图1a~图1d可知,实施例1制备的石墨烯复合Fe(Se,Te)超导材料和对比例1~对比例2制备的Fe(Se,Te)超导材料均呈现FeSe基超导材料典型的片层状结构;与未掺杂且未进行放电等离子烧结的对比例1制备的Fe(Se,Te)超导材料相比,实施例1经放电等离子烧结制备的石墨烯复合Fe(Se,Te)超导材料中晶粒尺寸减小,与未掺杂的对比例1制备的Fe(Se,Te)超导材料相比,实施例1经掺杂制备的石墨烯复合Fe(Se,Te)超导材料中,纳米的石墨烯包裹在Fe(Se,Te)多晶的片层上,这种结构改变了Fe(Se,Te)片层间的结合力,从而影响其力学性能,进而降低了FeSe体系的弹性模量。
图2为本发明实施例1制备的石墨烯复合Fe(Se,Te)超导材料和对比例1~对比例2制备的Fe(Se,Te)超导材料的临界温度-磁化率关系曲线图,从图2可以看出,与未掺杂且未进行放电等离子烧结的对比例1制备的Fe(Se,Te)超导材料相比,实施例1制备的石墨烯复合Fe(Se,Te)超导材料的临界温度有小幅下降但转变宽度变窄并且超导相含量增加,说明实施例1采用石墨烯复合结合放电等离子烧结制备的Fe(Se,Te)超导块材的质量更好,与未掺杂但进行放电等离子烧结的对比例2制备的Fe(Se,Te)相比也是如此,且掺杂石墨烯后临界温度还会小幅回升。
图3为本发明实施例1制备的石墨烯复合Fe(Se,Te)超导材料和对比例1~对比例2制备的Fe(Se,Te)超导材料的上临界场和不可逆场关系曲线图,从图3可以看出,实施例1制备的石墨烯复合Fe(Se,Te)超导材料的上临界场(Hc2)和不可逆场(Hirr)均优于对比例1和对比例2,说明本发明采用石墨烯掺杂结合放电等离子烧结对上临界场和不可逆场的提高具有明显的促进作用。
图4a为本发明实施例1制备的石墨烯复合Fe(Se,Te)超导材料的三点弯曲测试曲线图,图4b为本发明对比例2制备的Fe(Se,Te)超导材料的三点弯曲测试曲线图,从图4a和图4b可以看出,对比例2制备的Fe(Se,Te)超导材料除了形变量L外其余变量都与实施例1一致,由于弹性模量反比与L变化量成反比,进而得到实施例1制备的石墨烯复合Fe(Se,Te)超导材料的弹性模量E相比未掺杂样品减小了约一倍,说明本发明采用石墨烯掺杂使得Fe(Se,Te)超导多晶更容易发生形变,从而有利于制备Fe(Se,Te)超导线带材的拉拔、轧制等冷加工过程中的变形。
实施例2
本实施例包括以下步骤:
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120min;所述混合粉体由铁粉、硒粉、碲粉按照1.0:0.5:0.5的摩尔比组成;所述铁粉为还原铁粉,且质量纯度为99.9%,所述硒粉、碲粉的质量纯度均为99.999%;
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Fe-Se-Te坯体;所述压制处理的压力为5MPa,时间为10min;
步骤三、将步骤二中得到的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900℃,时间为24h;所述冷却的过程为:先以30℃/h的速率降至600℃并保温12h,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)超导材料块体与石墨烯一同放置于高能球磨机的球磨罐中进行高能球磨处理,得到石墨烯混合Fe(Se,Te)超导粉末;所述石墨烯的质量为石墨烯混合Fe(Se,Te)超导粉末质量的0.2%;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5h;
步骤五、将步骤四中得到的石墨烯混合Fe(Se,Te)超导粉末装入石墨模具中,然后在真空下进行放电等离子烧结,冷却至室温后得到石墨烯复合Fe(Se,Te)超导材料;所述放电等离子烧结温度为400℃,时间为10min,压力为30MPa;所述冷却的速率为25℃/h。
经检测,本实施例制备的石墨烯复合Fe(Se,Te)超导线材的超导转变温度为13.7K,上临界场为113.3T,三点弯曲法测试形变量为1.71mm,表现出了良好的超导性能和较低的弹性模量。
实施例3
本实施例包括以下步骤:
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60min;所述混合粉体由铁粉、硒粉、碲粉按照1.0:0.5:0.5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、碲粉的质量纯度均为99.99%;
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Fe-Se-Te坯体;所述压制处理的压力为18MPa,时间为10min;
步骤三、将步骤二中得到的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900℃,时间为72h;所述冷却的过程为:先以25℃/h的速率降至500℃并保温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)超导材料块体与石墨烯一同放置于高能球磨机的球磨罐中进行高能球磨处理,得到石墨烯混合Fe(Se,Te)超导粉末;所述石墨烯的质量为石墨烯混合Fe(Se,Te)超导粉末质量的0.3%;所述高能球磨处理采用的球料比为1:6,转速为1720r/min,时间为10h;
步骤五、将步骤四中得到的石墨烯混合Fe(Se,Te)超导粉末装入石墨模具中,然后在真空下进行放电等离子烧结,冷却至室温后得到石墨烯复合Fe(Se,Te)超导材料;所述放电等离子烧结温度为400℃,时间为5min,压力为50MPa;所述冷却的速率为25℃/h。
经检测,本实施例制备的石墨烯复合Fe(Se,Te)超导线材的超导转变温度为13.5K,上临界场为106.1T,三点弯曲法测试形变量为1.66mm,表现出了良好的超导性能和较低的弹性模量。
实施例4
本实施例包括以下步骤:
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;所述混合粉体由铁粉、硒粉、碲粉按照1.0:0.5:0.5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、碲粉的质量纯度均为99.99%;
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900℃,时间为48h;所述冷却的过程为:先以25℃/h的速率降至550℃并保温12h,然后以20℃/h的速率降至室温;
步骤四、将步骤三中得到的Fe(Se,Te)超导材料块体与石墨烯一同放置于高能球磨机的球磨罐中进行高能球磨处理,得到石墨烯混合Fe(Se,Te)超导粉末;所述石墨烯的质量为石墨烯混合Fe(Se,Te)超导粉末质量的1%;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1h;
步骤五、将步骤四中得到的石墨烯混合Fe(Se,Te)超导粉末装入石墨模具中,然后在真空下进行放电等离子烧结,冷却至室温后得到石墨烯复合Fe(Se,Te)超导材料;所述放电等离子烧结温度为400℃,时间为1min,压力为40MPa;所述冷却的速率为30℃/h。
经检测,本实施例制备的石墨烯复合Fe(Se,Te)超导线材的超导转变温度为13.3K,上临界场为101.3T,三点弯曲法测试形变量为1.56mm,表现出了良好的超导性能和较低的弹性模量。
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 (6)
1.一种石墨烯复合Fe(Se,Te)超导材料的制备方法,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、碲粉按照1.0:0.5:0.5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Fe-Se-Te坯体;所述压制处理的压力为5MPa~18MPa,时间为10min;
步骤三、将步骤二中得到的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900℃,时间为24h~72h;所述冷却的过程为:先以不高于30℃/h的速率降至500℃~600℃并保温12h,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)超导材料块体与石墨烯一同放置于高能球磨机的球磨罐中进行高能球磨处理,得到石墨烯混合Fe(Se,Te)超导粉末;所述石墨烯的质量为石墨烯混合Fe(Se,Te)超导粉末质量的0.1%~1%;所述高能球磨处理采用的球料比为1:6,转速不低于1500r/min,时间为1h~10h;
步骤五、将步骤四中得到的石墨烯混合Fe(Se,Te)超导粉末装入石墨模具中,然后在真空下进行放电等离子烧结,冷却至室温后得到石墨烯复合Fe(Se,Te)超导材料;所述放电等离子烧结温度为400℃,时间为1min~10min,压力为30MPa~50MPa;所述冷却的速率不高于30℃/h。
2.根据权利要求1所述的一种石墨烯复合Fe(Se,Te)超导材料的制备方法,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%,所述硒粉、碲粉的质量纯度均不低于99.99%。
3.根据权利要求1所述的一种石墨烯复合Fe(Se,Te)超导材料的制备方法,其特征在于,步骤二中所述压制处理的压力为10MPa。
4.根据权利要求1所述的一种石墨烯复合Fe(Se,Te)超导材料的制备方法,其特征在于,步骤三中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。
5.根据权利要求1所述的一种石墨烯复合Fe(Se,Te)超导材料的制备方法,其特征在于,所述石墨烯的质量为石墨烯混合Fe(Se,Te)超导粉末质量的0.1%~0.3%;所述高能球磨处理采用的时间为1h。
6.根据权利要求1所述的一种石墨烯复合Fe(Se,Te)超导材料的制备方法,其特征在于,步骤五中所述放电等离子烧结的温度为400℃,时间为5min,压力为50MPa;所述冷却的速率为25℃/h。
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