[發(fā)明專利]一種MgB2線材的電塑性拉拔裝置及拉拔方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110398322.2
• 申請日: 2011-12-04
• 公開（公告）號: CN102489533A
• 公開（公告）日: 2012-06-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 熊曉梅;閆果;紀(jì)平;王慶陽;賈佳林;焦高峰;劉國慶;李成山
• 申請（專利權(quán)）人: 西北有色金屬研究院
• 主分類號: B21C1/00
• 分類號: B21C1/00;B21C1/02
• 代理公司: 西安創(chuàng)知專利事務(wù)所 61213
• 代理人: 譚文琰

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于MgB₂線材制備技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種MgB₂線材的電塑性拉拔裝置及拉拔方法。?

背景技術(shù)

新型超導(dǎo)材料MgB₂具有較高的轉(zhuǎn)變溫度(Tc＝39K)與較大的相干長度(5～6nm)，易于引入磁通釘扎等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)MgB₂超導(dǎo)體可工作在GM制冷機(jī)溫區(qū)，所以MgB₂超導(dǎo)體在超導(dǎo)電力、電子器件、國防等方面具有廣闊的潛在應(yīng)用領(lǐng)域。高J_c、高穩(wěn)定的長線帶材是MgB₂超導(dǎo)體應(yīng)用的基礎(chǔ)，因此MgB₂超導(dǎo)線帶材制備技術(shù)研究具有重要意義。MgB₂自2001年發(fā)現(xiàn)至今，人們對它的晶體結(jié)構(gòu)、超導(dǎo)機(jī)制、制備方法、應(yīng)用前景等都做了大量詳細(xì)的研究。簡單金屬化合物MgB₂的轉(zhuǎn)變溫度與相干長度相比銅氧化物超導(dǎo)體要大，因此可以通過摻雜引入有效的磁通釘扎中心來改善超導(dǎo)電性，使其具有較高的上臨界場。研究顯示，MgB₂的晶界不存在弱連接，能夠承載很大的電流，無需昂貴的液氦，可以在制冷機(jī)工作溫區(qū)(20K～30K)實(shí)現(xiàn)中低場的實(shí)際應(yīng)用。目前的研究顯示，醫(yī)學(xué)儀器領(lǐng)域利用MgB₂線帶材來制備MRI磁體進(jìn)行人體組織成像，被認(rèn)為是最有可能替代低溫超導(dǎo)磁體，首先實(shí)現(xiàn)低成本大規(guī)模工業(yè)應(yīng)用的超導(dǎo)材料，因此提高M(jìn)gB₂超導(dǎo)線帶材的均勻性、表面質(zhì)量、降低斷芯率并快速制備線帶材是目前亟待解決的關(guān)鍵問題，尤其對MRI磁體的整體性能提高意義重大。?

MgB₂線材通常采用PIT技術(shù)(即粉末套管法)制備，其制備過程是：先將粉末裝入Fe管或鈮管，再放入銅管中進(jìn)行軋制，之后拉拔到一定尺寸。加工過程中，MgB₂/Fe(Nb)/Cu復(fù)合包套線材需要進(jìn)行多次中間退火以消除Cu/Fe等包套的加工硬化，線材最終加工到所需的尺寸后(如Φ1.0mm)，?可根據(jù)需要軋制成帶材，最后需對線帶材進(jìn)行成相熱處理，即可制備出具有一定臨界電流密度的超導(dǎo)線帶材，使其在低溫下具有超導(dǎo)磁電性能。但在線材加工過程中，由于Mg、B混合粉末流動(dòng)性很差，Cu/Fe包套的加工硬化非常明顯，MgB₂/Fe(Nb)/Cu線徑達(dá)到一定尺寸容易出現(xiàn)香腸鼓包缺陷，這不僅嚴(yán)重影響線材的表面質(zhì)量，而且還會(huì)增加MgB₂/Fe(Nb)/Cu線材與模具之間的摩擦，使拔制力大幅度增加而引起線材斷裂，導(dǎo)致線材加工到一定尺寸不能繼續(xù)進(jìn)行。此外，芯絲中的原始粉末還很容易在去應(yīng)力退火溫度區(qū)間發(fā)生相變反應(yīng)，甚至其中的單質(zhì)鎂還會(huì)與包套發(fā)生反應(yīng)，使包套材料內(nèi)壁與粉末間易形成影響穩(wěn)定性的高電阻層，相應(yīng)使得電流損耗增加，最終使得MgB₂/Fe(Nb)/Cu線帶材的傳輸性能變差。?

電塑性技術(shù)是近年來發(fā)展的、快速有效降低拉拔應(yīng)力，增加材料塑性的一種新方法，它是通過將高強(qiáng)脈沖電流引入金屬形變的過程中，使糾結(jié)的位錯(cuò)在運(yùn)動(dòng)電子的推動(dòng)下迅速發(fā)生滑移，而宏觀上產(chǎn)生塑性增強(qiáng)的現(xiàn)象，避免了材料的再次退火所帶來的一系列副作用，改善了材料的可加工性，大大降低能耗和材料損耗，從而獲得高質(zhì)量的產(chǎn)品。目前，利用電塑性技術(shù)拉拔金屬絲使塑性增強(qiáng)多見于鋼絲、焊絲、銅絲、鎂合金絲，而在MgB₂超導(dǎo)材料的線帶材制備中采用此項(xiàng)技術(shù)還鮮有報(bào)道。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于針對上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種結(jié)構(gòu)簡單、設(shè)計(jì)合理、使用操作簡便且生產(chǎn)效率高、使用效果好的MgB₂線材的電塑性拉拔裝置。?