[发明专利]一种石墨烯复合Fe(Se,Te)超导材料的制备方法

说明书

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。

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LaO_1-xF_xFeAs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(H_c2)极高，在4.2K时H_c2均可达到50T以上，是Nb₃Sn的两倍左右，而Sr_0.6K_0.4Fe₂As₂的H_c2更是可达到140T左右；第三，铁基超导体的临界电流密度(J_c)较高并且随磁场衰减极为缓慢，如Ba_0.6K_0.4Fe₂A₂单晶在4.2K时J_c为4×10⁵A/cm^-2，即使是在20T的磁场条件下，J_c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T_c，使其满足在4.2K的稳定应用。其中Fe(Se,Te)的上临界场H_c2在4.2K下可以达到45T以上，并且Fe(Se,Te)涂层导体的J_c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。