[發明專利]一種多芯MgB2/Fe/Cu超導線材的制備方法

有效

• 申請號: 201210187155.1
• 申請日: 2012-06-08
• 公開（公告）號: CN102693785A
• 公開（公告）日: 2012-09-26
• 發明（設計）人: 劉國慶;孫昱艷;熊曉梅;王慶陽;焦高峰;閆果;李成山
• 申請（專利權）人: 西北有色金屬研究院
• 主分類號: H01B13/00
• 分類號: H01B13/00;H01B12/02
• 代理公司: 西安創知專利事務所 61213
• 代理人: 譚文琰

1.一種多芯MgB₂/Fe/Cu超導線材的制備方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：

步驟一、將鎂粉、無定形硼粉和亞微米級TiC粉末按照Mg∶B∶TiC=1∶（2-x）∶x的原子比混合均勻得到混合物；然后將所述混合物壓制成塊材，將所述塊材在氬氣與氫氣的混合氣氛保護下，于850℃～950℃條件下熱處理1h～3h，待熱處理后的塊材冷卻后依次經破碎、球磨和篩分，得到過篩粉末；最后向所述過篩粉末中加入質量為過篩粉末質量的8%～15%的鎂粉和硼粉的混合粉末，混合均勻制得前驅粉末；所述x的取值為0.04～0.08；所述鎂粉和硼粉的混合粉末中鎂粉和硼粉的原子比1∶1；

步驟二、將步驟一中所述前驅粉末裝入常規酸洗處理后的純鐵管中，然后將裝有前驅粉末的純鐵管裝入常規酸洗處理后的第一無氧銅管中，制得裝管復合體；

步驟三、對步驟二中所述裝管復合體進行旋鍛和拉拔處理得到單芯線材（1），對單芯線材（1）依次進行定尺、截斷和常規酸洗；所述旋鍛和拉拔處理的道次加工率為10%～15%；

步驟四、對銅鈮復合棒（2）依次進行定尺、截斷和常規酸洗；然后將酸洗后的銅鈮復合棒（2）與六根步驟三中酸洗后的單芯線材（1）置于常規酸洗處理后的第二無氧銅管（3）中進行二次組裝得到二次復合棒；再對二次復合棒進行旋鍛拉拔和孔型軋制相結合的加工處理，得到直徑為1.5mm～2.0mm的多芯MgB₂/Fe/Cu線材；所述二次組裝過程中酸洗后的銅鈮復合棒（2）置于酸洗處理后的第二無氧銅管（3）中心，酸洗后的單芯線材（1）沿圓周方向圍繞酸洗后的銅鈮復合棒（2）排列成圓環狀結構裝入酸洗處理后的第二無氧銅管（3）中；所述酸洗后的單芯線材（1）、酸洗后的銅鈮復合棒（2）和酸洗處理后的第二無氧銅管（3）的長度均相同；

步驟五、將步驟四中所述多芯MgB₂/Fe/Cu線材兩端密封后置于真空爐中進行真空燒結，得到多芯MgB₂/Fe/Cu超導線材；所述真空燒結的過程為：在壓強為2Pa～5Pa的條件下，以10℃/min～20℃/min的升溫速率將爐內溫度升至800℃～900℃后保溫1h～2h，然后以10℃/min～30℃/min的降溫速率將爐內溫度冷卻至室溫。

2.根據權利要求1所述的一種多芯MgB₂/Fe/Cu超導線材的制備方法，其特征在于，步驟一中所述鎂粉的質量純度為99%，鎂粉的粒度為-325目，所述無定形硼粉的質量純度為99%以上，所述亞微米級TiC粉末的質量純度為99%，亞微米級TiC粉末的粒度不大于1μm。

3.根據權利要求1所述的一種多芯MgB₂/Fe/Cu超導線材的制備方法，其特征在于，步驟一中所述氬氣與氫氣的混合氣氛中氬氣的體積百分含量為90%～95%，余量為氫氣。

4.根據權利要求1所述的一種多芯MgB₂/Fe/Cu超導線材的制備方法，其特征在于，步驟一中所述破碎、球磨和篩分的過程為：首先采用瑪瑙研缽將塊材手工破碎20min～30min；然后將破碎后的塊材放入瑪瑙罐中，按照破碎后的塊材與瑪瑙球的質量比1∶10～15的比例放入瑪瑙球，以400rpm～500rpm的轉速球磨1h～3h；最后將球磨后的粉末放入200目～325目的濾篩中進行篩分，保留過篩粉末，去除篩上部分。

5.根據權利要求1所述的一種多芯MgB₂/Fe/Cu超導線材的制備方法，其特征在于，步驟二中所述純鐵管中鐵的質量純度不小于99.9%，所述第一無氧銅管的剩余電阻率不小于100。

6.根據權利要求1所述的一種多芯MgB₂/Fe/Cu超導線材的制備方法，其特征在于，步驟四中所述單芯線材（1）的截面為邊長為3mm～4mm的正六邊形或直徑為6mm～8mm的圓形，所述銅鈮復合棒（2）的尺寸與單芯線材（1）的尺寸相同。

7.根據權利要求1所述的一種多芯MgB₂/Fe/Cu超導線材的制備方法，其特征在于，步驟四中所述第二無氧銅管（3）的剩余電阻率不小于100，第二無氧銅管（3）的外徑為25mm～32mm，壁厚為3mm～4mm。