專利名稱：一種制備鋇鉛鉍氧超導(dǎo)及電子材料的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及超導(dǎo)及電子材料的制備技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及制備鋇鉛鉍氧超導(dǎo)及電子材料的方法。
背景技術(shù)：
1975年，A.W.Sleight等人報道用固相反應(yīng)法成功合成了BaPb1-xBixO3材料，在x＝0(也即BaPb1-xBixO3材料為BaPbO3)時，表現(xiàn)出金屬導(dǎo)體的性質(zhì)，可作電子材料中的導(dǎo)體材料；0.05≤x≤0.30表現(xiàn)出超導(dǎo)電性，可作為超導(dǎo)材料；在0.30＜x≤1.0表現(xiàn)出半導(dǎo)體性質(zhì)，可作電子材料中的半導(dǎo)體材料。合成條件是在空氣中800-1000度燒結(jié)(《Solid State Communications》第17卷，第27頁)。2004年，T.Nishida等人報道，BPBO在鐵電隨機存取存儲器設(shè)備(FeRAM)中是一種很好的電極材料(《Ceramics International》第30卷，第1089頁)。
隨著高溫超導(dǎo)研究的深入，對超導(dǎo)材料制備的要求越來越苛刻，各種物理性能的測量，超導(dǎo)機理的研究以及材料的應(yīng)用等都需要純度高、性能好的超導(dǎo)材料。1993年，T.Hashimoto等人報道了在氧氣和氬氣分中，用固相反應(yīng)法制備BPBO超導(dǎo)體，制備溫度720～850度，反應(yīng)時間需要100多個小時(《Solid StateCommunications》第87卷第251頁)。
對于BPBO超導(dǎo)材料及電子材料的制備大部分是采用上述的固相反應(yīng)法來制備。固相反應(yīng)是發(fā)生在固體與固體之間，利用金屬化合物的熱分解產(chǎn)物，經(jīng)擴散后發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。因此固相反應(yīng)在高溫下才能進行，而且化合物間反應(yīng)不充分，生成材料內(nèi)部缺陷多，對研究材料內(nèi)部結(jié)構(gòu)對性能的影響造成困難?？傊@種方法制備BPBO步驟多、周期長、制備溫度高、化學(xué)組分不易控制，且制備生成材料顆粒粗、均勻度差，材料性能不好，尤其是制備的超導(dǎo)材料、超導(dǎo)性能不能滿足要求，制約了BPBO超導(dǎo)材料的發(fā)展與應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是提供一種制備鋇鉛鉍氧超導(dǎo)及電子材料的方法，該方法制備溫度低、周期短，工藝簡單，便于工業(yè)化生產(chǎn)；制得的鋇鉛鉍氧超導(dǎo)及電子材料，化學(xué)組分易于控制、成分穩(wěn)定、顆粒度小而均勻，性能穩(wěn)定，尤其是超導(dǎo)材料的性能穩(wěn)定，超導(dǎo)轉(zhuǎn)換溫度低。
本發(fā)明實現(xiàn)其發(fā)明目的所采用的技術(shù)方案是一種制備鋇鉛鉍氧超導(dǎo)及電子材料，由以下步驟組成a、材料稱取按制備材料鋇鉛鉍氧鉍酸鹽BaPb1-xBixO3，0≤x≤1.0的化學(xué)計量比，也即摩爾比Ba∶Pb∶Bi＝1∶1-x∶x稱量原料Ba(OH)2·8H2O，Pb3O4，NaBiO3·2H2O和Bi2O3，其中提供Bi的兩種原料NaBiO3·2H2O、Bi2O3的摩爾比又為0.5～2.5∶1；將這些原料研磨成粉末，并均勻混合作混合原料；另選取摩爾比1∶1的硝酸鉀、硝酸鈉混合物作熔鹽；按熔鹽與能制得的BaPb1-xBixO3的摩爾比10～30∶1的比例，將熔鹽與混合原料混合均勻，盛入反應(yīng)器。
b、燒結(jié)反應(yīng)器放入箱式電爐中加熱至100～200℃，保溫2～3小時，再加熱400～600℃，保溫10～20小時，混合原料在熔鹽中反應(yīng)生成粉體，冷卻至室溫。
c、沖洗和干燥用蒸餾水和酒精沖洗反應(yīng)器中的粉體，洗凈后干燥即得。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是將鋇鉛鉍氧的反應(yīng)原料加入硝酸鉀、硝酸鈉熔鹽(即媒介)中，使熔鹽與反應(yīng)原料充分混合后進行反應(yīng)反應(yīng)溫度較寬，原料溶解度高，從而使原料之間得到充分反應(yīng)，保證了制成的材料的顆粒度?。环磻?yīng)時間短，能在400～600℃的相對較低的溫度下完成合成，在這一個過程中，進行了原料之間的多種化學(xué)反應(yīng)，單步完成合成，操作簡單；同時由于這是一種化學(xué)反應(yīng)過程，化學(xué)組分易于事先控制，生成物的成分和組成確定，生成物的電學(xué)性能穩(wěn)定；合成物為粉狀，易于加工制成使用所需的塊材或線材。總之，該制備方法的合成溫度低、合成時間短、單步反應(yīng)即可完成，工藝簡單，便于工業(yè)化生產(chǎn)，制成的超導(dǎo)體及電子材料成分穩(wěn)定、顆粒度小而均勻，性能穩(wěn)定。實驗也證明，本發(fā)明方法制得的鋇鉛鉍氧超導(dǎo)體材料，其超導(dǎo)轉(zhuǎn)換溫度可達11K，超導(dǎo)性能好上述沖洗及干燥的具體做法為將粉體用蒸餾水沖洗3～4次，再用酒精沖洗2～3次，將鹽份去除干凈；再放入干燥箱中，在75～150℃下干燥20～30個小時。
下面結(jié)合附圖和具體的實施方式對本發(fā)明進一步說明。


圖1是本發(fā)明實施例一制備的BaPb0.75Bi0.25O3鋇鉛鉍氧鉍酸鹽超導(dǎo)材料的X射線衍射圖譜。其中縱坐標(biāo)為密度，橫坐標(biāo)為衍射角2θ，單位為度(deg)。
圖2是本發(fā)明實施例一制備的BaPb0.75Bi0.25O3鋇鉛鉍氧鉍酸鹽超導(dǎo)材料的放大5000倍掃描電子顯微鏡(SEM)照片。
圖3是本發(fā)明實施例一制備的BaPb0.75Bi0.25O3鋇鉛鉍氧鉍酸鹽超導(dǎo)材料的超導(dǎo)轉(zhuǎn)變曲線。其中縱坐標(biāo)為磁矩(Moment)，單位為電磁學(xué)單位(emu/g)；橫坐標(biāo)為溫度，單位為開爾文(Kelvin)。
具體實施例方式
實施例一a、材料選取按制備鋇鉛鉍氧鉍酸鹽BaPb0.75Bi0.25O3(即BaPb1-xBixO3，，x＝0.25)超導(dǎo)材料的化學(xué)計量比，也即按摩爾比Ba∶Pb∶Bi＝1∶0.75∶0.25稱量原料氫氧化鋇(Ba(OH)2·8H2O)、鉍酸鈉(NaBiO3·2H2O)、三氧化二鉍(Bi2O3)、四氧化三鉛(Pb3O4)，其中NaBiO3·2H2O和Bi2O3的摩爾比為1∶1。將這些原料研磨至粉末狀，并均勻混合作混合原料；另選取摩爾比1∶1硝酸鉀、硝酸鈉混合物作熔鹽，熔鹽與能制得的BaPb0.75Bi0.25O3的摩爾比為15∶1，將熔鹽與混合原料混合均勻，盛入反應(yīng)器。
b、燒結(jié)將混合原料和熔鹽混合均勻，盛入派熱克斯玻璃燒杯反應(yīng)器中，放入箱式電爐中加熱至200℃，保溫2小時去掉水分，再加熱至500℃后，保溫?zé)Y(jié)20小時，混合原料在熔鹽中反應(yīng)生成粉體，冷卻至室溫。
c、沖洗及干燥先用熱蒸餾水沖洗3次，再用酒精沖洗3次，然后在75℃下干燥24小時后便得到黑色的鋇鉛鉍氧鉍酸鹽超導(dǎo)粉體材料。
圖1為用本例方法制備的鋇鉛鉍氧鉍酸鹽超導(dǎo)材料的X射線衍射圖譜，由圖分析可見，制備的鋇鉛鉍氧鉍酸鹽超導(dǎo)材料的的化學(xué)式為Ba0.75Pb0.25BiO3。圖2為用本例方法制備的鋇鉛鉍氧鉍酸鹽超導(dǎo)材料的5000倍掃描電子顯微鏡(SEM)照片。圖3為用本例方法制備的鋇鉛鉍氧鉍酸鹽超導(dǎo)材料的超導(dǎo)轉(zhuǎn)變曲線。由圖3可見，超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度為11K。以上的實驗與測試數(shù)據(jù)證明，本例制備所得的鋇鉛鉍氧鉍酸鹽超導(dǎo)粉體材料的化學(xué)式確為Ba0.75Pb0.25BiO3，而其超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度為11K，超導(dǎo)性能好。
實施例二本例與實施例一基本相同，所不同的僅是NaBiO3·2H2O和Bi2O3的摩爾比為0.5∶1，熔鹽與能制得的BaPb0.75Bi0.25O3的摩爾比為20∶1，研磨混合均勻，放入派熱克斯玻璃燒杯反應(yīng)器中，然后在150℃下保溫1.5小時去掉水分，再在600℃下燒結(jié)10小時，冷卻到室溫，先用熱蒸餾水沖洗4次，再用酒精沖洗2次，然后在100℃下干燥20小時后便得到黑色的鋇鉛鉍氧鉍酸鹽超導(dǎo)粉體材料。實驗證明，制備所得的鋇鉛鉍氧鉍酸鹽超導(dǎo)粉體材料的化學(xué)式為BaPb0.75Bi0.25O3，超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度為10.5K。
實施例三本例與實施例一基本相同，所不同的僅是NaBiO3·2H2O和Bi2O3的摩爾比為2∶1，熔鹽與能制得的BaPb0.75Bi0.25O3的摩爾比為10∶1，研磨混合均勻，放入派熱克斯玻璃燒杯中，然后在200℃下保溫3小時去掉水分，再在500℃下燒結(jié)15小時，冷卻到室溫，先用熱蒸餾水沖洗5次，再用酒精沖洗2次，然后在150℃下干燥30小時后便得到黑色的鋇鉛鉍氧鉍酸鹽超導(dǎo)粉體材料。實驗證明，制備所得的鋇鉛鉍氧鉍酸鹽超導(dǎo)粉體材料的化學(xué)式為BaPb0.75Bi0.25O3，超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度為10K。
實施例四本例與實施例一基本相同，所不同的僅是NaBiO3·2H2O和Bi2O3的摩爾比為2.5∶1，熔鹽與能制得的BaPb0.75Bi0.25O3的摩爾比為30∶1，研磨混合均勻，放入派熱克斯玻璃燒杯中，然后在100℃下保溫2.5小時去掉水分，再在400℃下燒結(jié)18小時，冷卻到室溫，先用熱蒸餾水沖洗4次，再用酒精沖洗3次，然后在100℃下干燥24小時后便得到黑色的鋇鉛鉍氧鉍酸鹽超導(dǎo)粉體材料。實驗證明，制備所得的鋇鉛鉍氧鉍酸鹽超導(dǎo)粉體材料的化學(xué)式為BaPb0.75Bi0.25O3，超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度為10K。
實施例五按制備鋇鉛鉍氧鉍酸鹽BaPb0.95Bi0.05O3(即BaPb1-xBixO3，x＝0.05)超導(dǎo)材料的化學(xué)計量比，稱取氫氧化鋇(Ba(OH)2·8H2O)、鉍酸鈉(NaBiO3·2H2O)、三氧化二鉍(Bi2O3)、四氧化三鉛(Pb3O4)，也即按摩爾比Ba∶Pb∶Bi＝1∶0.95∶0.05稱量原料Ba(OH)2·8H2O，Pb3O4，NaBiO3·2H2O和Bi2O3，其中NaBiO3·2H2O和Bi2O3的摩爾比為1∶1。將這些原料研磨至粉末狀，并均勻混合作混合原料；另選取摩爾比1∶1硝酸鉀、硝酸鈉混合物作熔鹽，熔鹽與能制得的BaPb0.95Bi0.05O3的摩爾比為25∶1，研磨混合均勻，放入派熱克斯玻璃燒杯中，然后在200℃下保溫2小時去掉水分，再在500℃下燒結(jié)20小時，冷卻到室溫，先用熱蒸餾水沖洗4次，再用酒精沖洗2次，然后在100℃下干燥24小時后便得到黑色的鋇鉛鉍氧鉍酸鹽超導(dǎo)粉體材料。實驗證明，制備所得的鋇鉛鉍氧鉍酸鹽超導(dǎo)粉體材料的化學(xué)式為BaPb0.95Bi0.05O3，超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度為6K。
實施例六按制備鋇鉛鉍氧鉍酸鹽BaPb0.9Bi0.1O3(即BaPb1-xBixO3，x＝0.1)超導(dǎo)材料的化學(xué)計量比，稱取氫氧化鋇(Ba(OH)2·8H2O)、鉍酸鈉(NaBiO3·2H2O)、三氧化二鉍(Bi2O3)、四氧化三鉛(Pb3O4)，也即按摩爾比Ba∶Pb∶Bi＝1∶0.9∶0.1稱量原料Ba(OH)2·8H2O，Pb3O4，NaBiO3·2H2O和Bi2O3，其中NaBiO3·2H2O和Bi2O3的摩爾比為1∶1。將這些原料研磨至粉末狀，并均勻混合作混合原料；另選取摩爾比1∶1硝酸鉀、硝酸鈉混合物作熔鹽，熔鹽與能制得的BaPb0.9Bi0.1O3的摩爾比為30∶1，研磨混合均勻，放入派熱克斯玻璃燒杯中，然后在150℃下保溫2小時去掉水分，再在500℃下燒結(jié)15小時，冷卻到室溫，先用熱蒸餾水沖洗4次，再用酒精沖洗2次，然后在100℃下干燥24小時后便得到黑色的鋇鉛鉍氧鉍酸鹽超導(dǎo)粉體材料。實驗證明，制備所得的鋇鉛鉍氧鉍酸鹽超導(dǎo)粉體材料的化學(xué)式為BaPb0.9Bi0.1O3，超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度為7.2K。
實施例七按制備鋇鉛鉍氧鉍酸鹽BaPb0.85Bi0.15O3(即BaPb1-xBixO3，x＝0.15)超導(dǎo)材料的化學(xué)計量比，稱取氫氧化鋇(Ba(OH)2·8H2O)、鉍酸鈉(NaBiO3·2H2O)、三氧化二鉍(Bi2O3)、四氧化三鉛(Pb3O4)，也即按摩爾比Ba∶Pb∶Bi＝1∶0.85∶0.15稱量原料Ba(OH)2·8H2O，Pb3O4，NaBiO3·2H2O和Bi2O3，其中NaBiO3·2H2O和Bi2O3的摩爾比為1∶1。將這些原料研磨至粉末狀，并均勻混合作混合原料；另選取摩爾比1∶1硝酸鉀、硝酸鈉混合物作熔鹽，熔鹽與能制得的BaPb0.85Bi0.15O3的摩爾比為20∶1，研磨混合均勻，放入派熱克斯玻璃燒杯中，然后在200℃下保溫2小時去掉水分，再在400℃下燒結(jié)20小時，冷卻到室溫，先用熱蒸餾水沖洗4次，再用酒精沖洗2次，然后在100℃下干燥24小時后便得到黑色的鋇鉛鉍氧鉍酸鹽超導(dǎo)粉體材料。實驗證明，制備所得的鋇鉛鉍氧鉍酸鹽超導(dǎo)粉體材料的化學(xué)式為BaPb0.85Bi0.15O3，超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度為8K。
實施例八按制備鋇鉛鉍氧鉍酸鹽BaPb0.8Bi0.2O3(即BaPb1-xBixO3，x＝0.2)超導(dǎo)材料的化學(xué)計量比，稱取氫氧化鋇(Ba(OH)2·8H2O)、鉍酸鈉(NaBiO3·2H2O)、三氧化二鉍(Bi2O3)、四氧化三鉛(Pb3O4)，也即按摩爾比Ba∶Pb∶Bi＝1∶0.8∶0.2稱量原料Ba(OH)2·8H2O，Pb3O4，NaBiO3·2H2O和Bi2O3，其中NaBiO3·2H2O和Bi2O3的摩爾比為1∶1。將這些原料研磨至粉末狀，并均勻混合作混合原料；另選取摩爾比1∶1硝酸鉀、硝酸鈉混合物作熔鹽，熔鹽與能制得的BaPb0.8Bi0.2O3的摩爾比為15∶1，研磨混合均勻，放入派熱克斯玻璃燒杯中，然后在100℃下保溫2小時去掉水分，再在500℃下燒結(jié)15小時，冷卻到室溫，先用熱蒸餾水沖洗4次，再用酒精沖洗2次，然后在100℃下干燥24小時后便得到黑色的鋇鉛鉍氧鉍酸鹽超導(dǎo)粉體材料。實驗證明，制備所得的鋇鉛鉍氧鉍酸鹽超導(dǎo)粉體材料的化學(xué)式為BaPb0.8Bi0.2O3，超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度為9K。
實施例九按制備鋇鉛鉍氧鉍酸鹽BaPb0.7Bi0.3O3(即BaPb1-xBixO3，x＝0.3)超導(dǎo)材料的化學(xué)計量比，稱取氫氧化鋇(Ba(OH)2·8H2O)、鉍酸鈉(NaBiO3·2H2O)、三氧化二鉍(Bi2O3)、四氧化三鉛(Pb3O4)，也即按摩爾比Ba∶Pb∶Bi＝1∶0.7∶0.3稱量原料Ba(OH)2·8H2O，Pb3O4，NaBiO3·2H2O和Bi2O3，其中NaBiO3·2H2O和Bi2O3的摩爾比為1∶1。將這些原料研磨至粉末狀，并均勻混合作混合原料；另選取摩爾比1∶1硝酸鉀、硝酸鈉混合物作熔鹽，熔鹽與能制得的BaPb0.7Bi0.3O3的摩爾比為10∶1，研磨混合均勻，放入派熱克斯玻璃燒杯中，然后在200℃下保溫2小時去掉水分，再在400℃下燒結(jié)20小時，冷卻到室溫，先用熱蒸餾水沖洗4次，再用酒精沖洗2次，然后在100℃下干燥24小時后便得到黑色的鋇鉛鉍氧鉍酸鹽超導(dǎo)粉體材料。實驗證明，制備所得的鋇鉛鉍氧鉍酸鹽超導(dǎo)粉體材料的化學(xué)式為BaPb0.7Bi0.3O3，超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度為8.3K。
以上九個實施例方法制得的鋇鉛鉍氧超導(dǎo)材料，均具有穩(wěn)定良好的超導(dǎo)性能，且其方法簡單，成本低，便于工業(yè)化實施，有利于鋇鉛鉍氧超導(dǎo)材料這種特殊的電子材料的開發(fā)與應(yīng)用。
實施例十按制備鋇鉛鉍氧BaPbO3(即BaPb1-xBixO3，x＝0)金屬導(dǎo)體材料的化學(xué)計量比，稱取氫氧化鋇(Ba(OH)2·8H2O)、四氧化三鉛(Pb3O4)，也即按摩爾比Ba∶Pb＝1∶1稱量原料Ba(OH)2·8H2O，Pb3O4。將這些原料研磨至粉末狀，并均勻混合作混合原料；另選取摩爾比1∶1硝酸鉀、硝酸鈉混合物作熔鹽，熔鹽與能制得的BaPbO3的摩爾比為20∶1，研磨混合均勻，放入派熱克斯玻璃燒杯中，然后在150℃下保溫2小時去掉水分，再在600℃下燒結(jié)15小時，冷卻到室溫，先用熱蒸餾水沖洗5次，再用酒精沖洗2次，然后在100℃下干燥24小時后便得到黑色的鋇鉛氧金屬導(dǎo)體粉體材料。實驗證明，本例制備所得的粉體鋇鉛氧材料可作為電子材料中的金屬導(dǎo)體材料，其化學(xué)式為BaPbO3。
實施例十一按制備鋇鉛鉍氧鉍酸鹽BaPb0.65Bi0.35O3(即BaPb1-xBixO3，x＝0.35)半導(dǎo)體材料的化學(xué)計量比，稱取氫氧化鋇(Ba(OH)2·8H2O)、鉍酸鈉(NaBiO3·2H2O)、三氧化二鉍(Bi2O3)、四氧化三鉛(Pb3O4)，也即按摩爾比Ba∶Pb∶Bi＝1∶0.65∶0.35稱量原料Ba(OH)2·8H2O，Pb3O4，NaBiO3·2H2O和Bi2O3，其中NaBiO3·2H2O和Bi2O3的摩爾比為1∶1。將這些原料研磨至粉末狀，并均勻混合作混合原料；另選取摩爾比1∶1硝酸鉀、硝酸鈉混合物作熔鹽，熔鹽與能制得的BaPb0.65Bi0.35O3的摩爾比為15∶1，研磨混合均勻，放入派熱克斯玻璃燒杯中，然后在200℃下保溫2小時去掉水分，再在600℃下燒結(jié)20小時，冷卻到室溫，先用熱蒸餾水沖洗4次，再用酒精沖洗2次，然后在100℃下干燥24小時后便得到黑色的鋇鉛鉍氧鉍酸鹽半導(dǎo)體粉體材料。實驗證明，制備所得的鋇鉛鉍氧鉍酸鹽半導(dǎo)體粉體材料的化學(xué)式為BaPb0.65Bi0.35O3。
實施例十二按制備鋇鉛鉍氧鉍酸鹽BaPb0.55Bi0.45O3(即BaPb1-xBixO3，x＝0.45)半導(dǎo)體材料的化學(xué)計量比，稱取氫氧化鋇(Ba(OH)2·8H2O)、鉍酸鈉(NaBiO3·2H2O)、三氧化二鉍(Bi2O3)、四氧化三鉛(Pb3O4)，也即按摩爾比Ba∶Pb∶Bi＝1∶0.55∶0.45稱量原料Ba(OH)2·8H2O，Pb3O4，NaBiO3·2H2O和Bi2O3，其中NaBiO3·2H2O和Bi2O3的摩爾比為1∶1。將這些原料研磨至粉末狀，并均勻混合作混合原料；另選取摩爾比1∶1硝酸鉀、硝酸鈉混合物作熔鹽，熔鹽與能制得的BaPb0.55Bi0.45O3的摩爾比為30∶1，研磨混合均勻，放入派熱克斯玻璃燒杯中，然后在100℃下保溫2小時去掉水分，再在600℃下燒結(jié)15小時，冷卻到室溫，先用熱蒸餾水沖洗4次，再用酒精沖洗2次，然后在100℃下干燥24小時后便得到黑色的鋇鉛鉍氧鉍酸鹽半導(dǎo)體粉體材料。實驗證明，制備所得的鋇鉛鉍氧鉍酸鹽半導(dǎo)體粉體材料的化學(xué)式為BaPb0.55Bi0.45O3。
實施例十三按制備鋇鉛鉍氧鉍酸鹽BaPb0.45Bi0.55O3(即BaPb1-xBixO3，x＝0.55)半導(dǎo)體材料的化學(xué)計量比，稱取氫氧化鋇(Ba(OH)2·8H2O)、鉍酸鈉(NaBiO3·2H2O)、三氧化二鉍(Bi2O3)、四氧化三鉛(Pb3O4)，也即按摩爾比Ba∶Pb∶Bi＝1∶0.45∶0.55稱量原料Ba(OH)2·8H2O，Pb3O4，NaBiO3·2H2O和Bi2O3，其中NaBiO3·2H2O和Bi2O3的摩爾比為1∶1。將這些原料研磨至粉末狀，并均勻混合作混合原料；另選取摩爾比1∶1硝酸鉀、硝酸鈉混合物作熔鹽，熔鹽與能制得的BaPb0.45Bi0.55O3的摩爾比為20∶1，研磨混合均勻，放入派熱克斯玻璃燒杯中，然后在200℃下保溫2小時去掉水分，再在600℃下燒結(jié)20小時，冷卻到室溫，先用熱蒸餾水沖洗4次，再用酒精沖洗2次，然后在100℃下干燥24小時后便得到黑色的鋇鉛鉍氧鉍酸鹽半導(dǎo)體粉體材料。實驗證明，制備所得的鋇鉛鉍氧鉍酸鹽半導(dǎo)體粉體材料的化學(xué)式為BaPb0.45Bi0.55O3。
實施例十四按制備鋇鉛鉍氧鉍酸鹽BaPb0.35Bi0.65O3(即BaPb1-xBixO3，x＝0.65)半導(dǎo)體材料的化學(xué)計量比，稱取氫氧化鋇(Ba(OH)2·8H2O)、鉍酸鈉(NaBiO3·2H2O)、三氧化二鉍(Bi2O3)、四氧化三鉛(Pb3O4)，也即按摩爾比Ba∶Pb∶Bi＝1∶0.35∶0.65稱量原料Ba(OH)2·8H2O，Pb3O4，NaBiO3·2H2O和Bi2O3，其中NaBiO3·2H2O和Bi2O3的摩爾比為1∶1。將這些原料研磨至粉末狀，并均勻混合作混合原料；另選取摩爾比1∶1硝酸鉀、硝酸鈉混合物作熔鹽，熔鹽與能制得的BaPb0.35Bi0.65O3的摩爾比為15∶1，研磨混合均勻，放入派熱克斯玻璃燒杯中，然后在150℃下保溫2小時去掉水分，再在600℃下燒結(jié)20小時，冷卻到室溫，先用熱蒸餾水沖洗4次，再用酒精沖洗2次，然后在100℃下干燥24小時后便得到黑色的鋇鉛鉍氧鉍酸鹽半導(dǎo)體粉體材料。實驗證明，制備所得的鋇鉛鉍氧鉍酸鹽半導(dǎo)體粉體材料的化學(xué)式為BaPb0.35Bi0.65O3。
實施例十五按制備鋇鉛鉍氧鉍酸鹽BaPb0.3Bi0.7O3(即BaPb1-xBixO3，x＝0.7)半導(dǎo)體材料的化學(xué)計量比，稱取氫氧化鋇(Ba(OH)2·8H2O)、鉍酸鈉(NaBiO3·2H2O)、三氧化二鉍(Bi2O3)、四氧化三鉛(Pb3O4)，也即按摩爾比Ba∶Pb∶Bi＝1∶0.3∶0.7稱量原料Ba(OH)2·8H2O，Pb3O4，NaBiO3·2H2O和Bi2O3，其中NaBiO3·2H2O和Bi2O3的摩爾比為1∶1。將這些原料研磨至粉末狀，并均勻混合作混合原料；另選取摩爾比1∶1硝酸鉀、硝酸鈉混合物作熔鹽，熔鹽與能制得的BaPb0.3Bi0.7O3的摩爾比為10∶1，研磨混合均勻，放入派熱克斯玻璃燒杯中，然后在200℃下保溫2小時去掉水分，再在600℃下燒結(jié)20小時，冷卻到室溫，先用熱蒸餾水沖洗4次，再用酒精沖洗2次，然后在100℃下干燥24小時后便得到黑色的鋇鉛鉍氧鉍酸鹽半導(dǎo)體粉體材料。實驗證明，制備所得的鋇鉛鉍氧鉍酸鹽半導(dǎo)體粉體材料的化學(xué)式為BaPb0.3Bi0.7O3。
實施例十六按制備鋇鉛鉍氧鉍酸鹽BaPb0.2Bi0.8O3(即BaPb1-xBixO3，x＝0.8)半導(dǎo)體材料的化學(xué)計量比，稱取氫氧化鋇(Ba(OH)2·8H2O)、鉍酸鈉(NaBiO3·2H2O)、三氧化二鉍(Bi2O3)、四氧化三鉛(Pb3O4)，也即按摩爾比Ba∶Pb∶Bi＝1∶0.2∶0.8稱量原料Ba(OH)2·8H2O，Pb3O4，NaBiO3·2H2O和Bi2O3，其中NaBiO3·2H2O和Bi2O3的摩爾比為1∶1。將這些原料研磨至粉末狀，并均勻混合作混合原料；另選取摩爾比1∶1硝酸鉀、硝酸鈉混合物作熔鹽，熔鹽與能制得的BaPb0.2Bi0.8O3的摩爾比為15∶1，研磨混合均勻，放入派熱克斯玻璃燒杯中，然后在150℃下保溫2小時去掉水分，再在600℃下燒結(jié)20小時，冷卻到室溫，先用熱蒸餾水沖洗4次，再用酒精沖洗2次，然后在100℃下干燥24小時后便得到黑色的鋇鉛鉍氧鉍酸鹽半導(dǎo)體粉體材料。實驗證明，制備所得的鋇鉛鉍氧鉍酸鹽半導(dǎo)體粉體材料的化學(xué)式為BaPb0.2Bi0.8O3。
實施例十七按制備鋇鉛鉍氧鉍酸鹽BaPb0.1Bi0.9O3(即BaPb1-xBixO3，x＝0.9)半導(dǎo)體材料的化學(xué)計量比，稱取氫氧化鋇(Ba(OH)2·8H2O)、鉍酸鈉(NaBiO3·2H2O)、三氧化二鉍(Bi2O3)、四氧化三鉛(Pb3O4)，也即按摩爾比Ba∶Pb∶Bi＝1∶0.1∶0.9稱量原料Ba(OH)2·8H2O，Pb3O4，NaBiO3·2H2O和Bi2O3，其中NaBiO3·2H2O和Bi2O3的摩爾比為1∶1。將這些原料研磨至粉末狀，并均勻混合作混合原料；另選取摩爾比1∶1硝酸鉀、硝酸鈉混合物作熔鹽，熔鹽與能制得的BaPb0.1Bi0.9O3的摩爾比為15∶1，研磨混合均勻，放入派熱克斯玻璃燒杯中，然后在200℃下保溫2小時去掉水分，再在600℃下燒結(jié)20小時，冷卻到室溫，先用熱蒸餾水沖洗4次，再用酒精沖洗2次，然后在100℃下干燥24小時后便得到灰褐色的鋇鉛鉍氧鉍酸鹽半導(dǎo)體粉體材料。實驗證明，制備所得的鋇鉛鉍氧鉍酸鹽半導(dǎo)體粉體材料的化學(xué)式為BaPb0.1Bi0.9O3。
實施例十八按制備鋇鉍氧鉍酸鹽BaBiO3(即BaPb1-xBixO3，x＝1)半導(dǎo)體材料的化學(xué)計量比，稱取氫氧化鋇(Ba(OH)2·8H2O)、鉍酸鈉(NaBiO3·2H2O)、三氧化二鉍(Bi2O3)，也即按摩爾比Ba∶Bi＝1∶1稱量原料Ba(OH)2·8H2O，NaBiO3·2H2O和Bi2O3，其中NaBiO3·2H2O和Bi2O3的摩爾比為1∶1。將這些原料研磨至粉末狀，并均勻混合作混合原料；另選取摩爾比1∶1硝酸鉀、硝酸鈉混合物作熔鹽，熔鹽與能制得的BaBiO3的摩爾比為15∶1，研磨混合均勻，放入派熱克斯玻璃燒杯中，然后在200℃下保溫2小時去掉水分，再在600℃下燒結(jié)20小時，冷卻到室溫，先用熱蒸餾水沖洗4次，再用酒精沖洗2次，然后在100℃下干燥24小時后便得到灰褐色的鋇鉍氧鉍酸鹽半導(dǎo)體粉體材料。實驗證明，制備所得的鋇鉍氧鉍酸鹽半導(dǎo)體粉體材料的化學(xué)式為BaBiO3。
實施例十一～十八所制得的鋇鉛鉍氧鉍酸鹽電子材料為半導(dǎo)體材料，均具有穩(wěn)定良好的半導(dǎo)體性能，且其方法簡單，成本低，便于工業(yè)化實施。
權(quán)利要求
1.一種制備鋇鉛鉍氧超導(dǎo)及電子材料的方法，由以下步驟組成a、材料稱取按制備材料鋇鉛鉍氧鉍酸鹽BaPb1-xBixO3，0≤x≤1.0的化學(xué)計量比，也即摩爾比Ba∶Pb∶Bi＝1∶1-x∶x稱量原料Ba(OH)2·8H2O，Pb3O4，NaBiO3·2H2O和Bi2O3，其中提供Bi的兩種原料NaBiO3·2H2O、Bi2O3的摩爾比又為0.5～2.5∶1；將這些原料研磨成粉末，并均勻混合作混合原料；另選取摩爾比1∶1的硝酸鉀、硝酸鈉混合物作熔鹽；按熔鹽與能制得的BaPb1-xBixO3的摩爾比10～30∶1的比例，將熔鹽與混合原料混合均勻，盛入反應(yīng)器；b、燒結(jié)反應(yīng)器放入箱式電爐中加熱至100～200℃，保溫2～3小時，再加熱400～600℃，保溫10～20小時，混合原料在熔鹽中反應(yīng)生成粉體，冷卻至室溫；c、沖洗和干燥用蒸餾水和酒精沖洗反應(yīng)器中的粉體，洗凈后干燥即得。
2.如權(quán)利要求1所述的一種制備鋇鉛鉍氧超導(dǎo)及電子材料的方法，其特征在于所述C步的沖洗及干燥的具體做法為將粉體用蒸餾水沖洗3～5次，再用酒精沖洗2～3次，將鹽份去除干凈；再放入干燥箱中，在75～150℃下干燥20～30個小時。
全文摘要
一種制備鋇鉛鉍氧超導(dǎo)及電子材料的方法，步驟為a、按制備鋇鉛鉍氧鉍酸鹽BaPb
文檔編號H01B13/00GK101092298SQ20071004912
公開日2007年12月26日 申請日期2007年5月18日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月18日
發(fā)明者陳永亮, 崔雅靜, 張勇, 趙勇 申請人:西南交通大學(xué)