本發(fā)明涉及一種涂層導(dǎo)體NiW合金基帶用納米合金粉末的制備方法，屬于高溫超導(dǎo)涂層導(dǎo)體用基帶技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
自1996年美國(guó)橡樹(shù)林國(guó)家實(shí)驗(yàn)室采用RABiTS法制備YBCO高溫超導(dǎo)帶材以來(lái)，涂層導(dǎo)體用NiW合金基帶已從純鎳、Ni5W、Ni7W逐漸向W原子百分含量更高的Ni9W、Ni9.3W發(fā)展，期望在獲得銳利立方織構(gòu)的基礎(chǔ)上進(jìn)一步提高NiW合金基帶的力學(xué)性能與磁性能，以滿足YBCO涂層導(dǎo)體更廣泛的應(yīng)用。然而高鎢合金基帶層錯(cuò)能較低的本征特性致使形變過(guò)程S型、copper型取向發(fā)生偏移、再結(jié)晶過(guò)程出現(xiàn)大量生長(zhǎng)孿晶，嚴(yán)重削弱了高鎢合金基帶立方織構(gòu)的形成。
涂層導(dǎo)體用NiW合金基帶強(qiáng)立方織構(gòu)的形成建立在初始坯錠中W元素的均勻分布與晶粒尺寸的控制上：合金粉末制備涂層導(dǎo)體用NiW合金基帶的方法，可以有效地避免傳統(tǒng)粉末冶金法制備N(xiāo)iW合金坯錠W元素分布不均勻及均勻化熱處理后晶粒尺寸過(guò)大的問(wèn)題。進(jìn)一步采用納米合金粉末制備涂層導(dǎo)體用NiW合金基帶坯錠，則可將NiW合金坯錠晶粒尺寸控制在10μm以內(nèi)。
納米合金粉末的制備有機(jī)械合金化法、非晶晶化法、溶膠凝膠法、氣相沉積法等，不同方法有其各自特征與適用范圍：純鎳的納米粉末采用液相化學(xué)還原法制備；噴霧干燥法不能直接制備納米級(jí)合金粉末，適用于微米級(jí)合金粉末的制備；非晶晶化法適用于非晶化能力強(qiáng)的軟磁材料，在獲得非晶粉末、絲及條帶等低維材料后，經(jīng)熱擠壓或高溫高壓燒結(jié)等方法合成塊體樣品；溶膠凝膠法將易于水解的金屬化合物無(wú)機(jī)鹽或醇鹽在某種溶劑中與水發(fā)生反應(yīng)，需經(jīng)過(guò)水解與縮聚過(guò)程而逐漸凝膠化，常用于SiC、SnO2等納米粉末的制備。
目前涂層導(dǎo)體用NiW合金納米粉末的制備研究仍處于空白狀態(tài)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是提出一種涂層導(dǎo)體NiW合金基帶用納米合金粉末的制備方法。
一種涂層導(dǎo)體NiW合金基帶用納米合金粉末的制備方法包括以下步驟：
(1)NiO、WO3粉末的混合與減徑
選取質(zhì)量分?jǐn)?shù)純度為99.99％、粒度為3～5μm的NiO粉末與質(zhì)量分?jǐn)?shù)純度為99.95％、粒度為2μm～3μm的WO3粉末，按W原子百分含量為5～12配粉，置于高能球磨機(jī)中球磨20h得到粒度在300nm～500nm的合金粉末。球磨采用5mm～8mm的鎢鈷硬質(zhì)合金球，球粉質(zhì)量比為20:1，球磨過(guò)程在保護(hù)性氣氛下進(jìn)行，球磨轉(zhuǎn)速為500rpm/min。
(2)NiO、WO3納米混合粉末的兩步還原
將步驟(1)得到的納米混合粉末置于干燥箱中干燥，干燥溫度為50℃，干燥時(shí)間為3h。將干燥后的粉末松散平鋪在瓷舟底部，粉末鋪層厚度在1mm以下。還原反應(yīng)在氫氣爐中進(jìn)行，反應(yīng)第一步在490℃保溫40min，第二步在750℃保溫180min，其中反應(yīng)過(guò)程采用純度99.9995％的高純氫氣，氣流量為100～110L/h。
(3)Ni、W混合粉末的機(jī)械合金化
將步驟(2)得到的Ni、W混合粉末置于高能球磨機(jī)中，采用液氮洗氣，持續(xù)通入液氮15min后開(kāi)始球磨。球磨采用直徑為3～5mm的鎢鈷硬質(zhì)合金球，球粉質(zhì)量比為20:1，球磨轉(zhuǎn)速為300r/min。機(jī)械球磨48h后將球磨灌移入手套箱中靜置30min取出，得到粒度在500～800nm的合金粉末。
本發(fā)明設(shè)計(jì)的納米NiW合金粉末的制備方法，預(yù)先球磨NiO、WO3的混合粉末，解決了純Ni、純W混合球磨過(guò)程中Ni流動(dòng)性差、塑性變形大，W流動(dòng)性好、不易破碎的問(wèn)題；納米級(jí)NiW合金粉末的制備又為細(xì)小晶粒尺寸的坯錠制備打下基礎(chǔ)。機(jī)械球磨法具有成本低、產(chǎn)量高、工藝簡(jiǎn)單易行，合金基體成分變化靈活等優(yōu)點(diǎn)，是大規(guī)模制備涂層導(dǎo)體用納米NiW合金粉末的理想方法。
附圖說(shuō)明
圖1、實(shí)例1中Ni、W混合粉末機(jī)械合金化前、后的XRD圖譜
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的說(shuō)明，但本發(fā)明并不僅限于以下實(shí)施例。
實(shí)例1
選取質(zhì)量分?jǐn)?shù)純度為99.99％、粒度為3～5μm的NiO粉末與質(zhì)量分?jǐn)?shù)純度為99.95％、粒度為2μm～3μm的WO3粉末，稱量NiO粉末5.463g、WO3粉末0.892g置于高能球磨機(jī)中球磨共20h得到粒度在300nm～500nm的合金粉末。球磨采用5mm～8mm的鎢鈷硬質(zhì)合金球，球粉質(zhì)量比為20:1，球磨過(guò)程在保護(hù)性氣氛下進(jìn)行，球磨轉(zhuǎn)速為500rpm/min。將得到的納米混合粉末置于干燥箱中干燥，干燥溫度為50℃，干燥時(shí)間為3h。將干燥后的粉末松散平鋪在瓷舟底部，粉末鋪層厚度在1mm以下。還原反應(yīng)在氫氣爐中進(jìn)行，反應(yīng)第一步在490℃保溫40min，第二步在750℃保溫180min，其中反應(yīng)過(guò)程采用純度99.9995％的高純氫氣，氣流量為100～110L/h。將得到的Ni、W混合粉末置于高能球磨機(jī)中，采用液氮洗氣，持續(xù)通入液氮15min后開(kāi)始球磨。球磨采用直徑為3～5mm的鎢鈷硬質(zhì)合金球，球粉質(zhì)量比為20∶1，球磨轉(zhuǎn)速為300r/min。機(jī)械球磨48h后將球磨灌移入手套箱中靜置30min取出，得到粒度在500～800nm的合金粉末。
實(shí)例2
選取質(zhì)量分?jǐn)?shù)純度為99.99％、粒度為3～5μm的NiO粉末與質(zhì)量分?jǐn)?shù)純度為99.95％、粒度為2μm～3μm的WO3粉末，稱量NiO粉末5.000g、WO3粉末1.345g置于高能球磨機(jī)中球磨20h得到粒度在300nm～500nm的合金粉末。球磨采用5mm～8mm的鎢鈷硬質(zhì)合金球，球粉質(zhì)量比為20:1，球磨過(guò)程在保護(hù)性氣氛下進(jìn)行，球磨轉(zhuǎn)速為500rpm/min。將得到的納米混合粉末置于干燥箱中干燥，干燥溫度為50℃，干燥時(shí)間為3h。將干燥后的粉末松散平鋪在瓷舟底部，粉末鋪層厚度在1mm以下。還原反應(yīng)在氫氣爐中進(jìn)行，反應(yīng)第一步在490℃保溫40min，第二步在750℃保溫180min，其中反應(yīng)過(guò)程采用純度99.9995％的高純氫氣，氣流量為100～110L/h。將得到的Ni、W混合粉末置于高能球磨機(jī)中，采用液氮洗氣，持續(xù)通入液氮15min后開(kāi)始球磨。球磨采用直徑為3～5mm的鎢鈷硬質(zhì)合金球，球粉質(zhì)量比為20:1，球磨轉(zhuǎn)速為300r/min。機(jī)械球磨48h后將球磨灌移入手套箱中靜置30min取出，得到粒度在500～800nm的合金粉末。
實(shí)例3
選取質(zhì)量分?jǐn)?shù)純度為99.99％、粒度為3～5μm的NiO粉末與質(zhì)量分?jǐn)?shù)純度為99.95％、粒度為2μm～3μm的WO3粉末，稱量NiO粉末4.816g、WO3粉末1.533g置于高能球磨機(jī)中球磨20h得到粒度在300nm～500nm的合金粉末。球磨采用5mm～8mm的鎢鈷硬質(zhì)合金球，球粉質(zhì)量比為20:1，球磨過(guò)程在保護(hù)性氣氛下進(jìn)行，球磨轉(zhuǎn)速為500rpm/min。將得到的納米混合粉末置于干燥箱中干燥，干燥溫度為50℃，干燥時(shí)間為3h。將干燥后的粉末松散平鋪在瓷舟底部，粉末鋪層厚度在1mm以下。還原反應(yīng)在氫氣爐中進(jìn)行，反應(yīng)第一步在490℃保溫40min，第二步在750℃保溫180min，其中反應(yīng)過(guò)程采用純度99.9995％的高純氫氣，氣流量為100～110L/h。將得到的Ni、W混合粉末置于高能球磨機(jī)中，采用液氮洗氣，持續(xù)通入液氮15min后開(kāi)始球磨。球磨采用直徑為3～5mm的鎢鈷硬質(zhì)合金球，球粉質(zhì)量比為20∶1，球磨轉(zhuǎn)速為300r/min。機(jī)械球磨48h后將球磨灌移入手套箱中靜置30min取出，得到粒度在500～800nm的合金粉末。