[發明專利]MgB2超導線及其制造方法有效
| 申請號： | 201210472532.6 | 申請日： | 2012-11-20 |
| 公開（公告）號： | CN102982889A | 公開（公告）日： | 2013-03-20 |
| 發明（設計）人： | 張俊;王斌;陳麗 | 申請（專利權）人： | 溧陽市生產力促進中心 |
| 主分類號： | H01B12/00 | 分類號： | H01B12/00;H01B13/00 |
| 代理公司： | 南京天翼專利代理有限責任公司 32112 | 代理人： | 查俊奎 |
| 地址： | 213300 江*** | 國省代碼： | 江蘇;32 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | mgb sub 導線 及其 制造 方法 | ||
技術領域
本發明涉及一種超導材料及其制備方法。?
背景技術
二硼化鎂（MgB2）是目前臨界轉變溫度最高的金屬間化合物超導材料，它的臨界轉變溫度(39-40K)高于目前已經進行實際應用的Nb3Sn和NbTi等超導材料。較高的轉變溫度、較大的相干長度、較高的上臨界場、晶界不存在弱連接、結構簡單、成本低廉等優點使MgB2成為應用在20K-30K溫度范圍的材料最有力的競爭者。?
特別是在低場領域，如在磁共振成像磁體應用方面，MgB2表現了極大的優勢，已經有數據表明，MgB2的實用化將帶來數十億的經濟效益，而且由于可以在制冷機制冷條件下工作，MgB2的應用將會大大推動磁共振成像儀的推廣，對于中國廣大的鄉村人民醫療水平的提高具有十分重要的意義。?
然而，目前制備的MgB2材料的臨界電流密度與低溫超導材料和A15超導材料相比還比較低，而且會隨著磁場強度的增加而急劇的減小。提高MgB2的臨界電流密度是一個難題，因為當電流通過超導材料時就會產生電子渦旋，電子渦旋的運動消耗能量，進而破壞材料的?超導能力。如果渦旋能釘扎在雜質或缺陷上并且不影響無阻電流的流動，將可以大大提高臨界電流密度。?
因此，為了提高MgB2在一定磁場下的臨界電流密度，可以采用中子(質子)轟擊、化學腐蝕、機械加工、摻雜等方法，而由于摻雜具有更簡便快速、能進行均勻改性等特點，成為目前提高MgB2磁通釘扎能力的主要方法。已經進行實驗的Zr、Mo、Nb、W、Ti、Al、Fe、WSi2、ZrSi2等摻雜均只能小幅度提高MgB2的性能。?
發明內容
本發明的目的是克服現有技術的不足，提供一種制備過程簡單并適宜于大規模生產、且在3特斯拉以上的背景磁場中具有高臨界電流密度的?MgB2?基超導線及其制造方法。?
本發明公開了一種MgB2超導線，其中，該超導線為在MgB2基超導材料中彌散分布著硅、鉿及其化合物，該超導材料原子比組成為?Mg∶Hf∶B∶Si?＝1-x∶x∶2-x∶x，其中0.05≤x≤0.20。?
本發明還公開了該MgB2超導線的的制備方法，其包括如下步驟：?
（1）首先將干燥的鎂、硼、鉿和硅粉末，按照原子比?Mg∶Hf∶B∶Si?＝1-x∶x∶2-x∶x的比例充分混合1-3小時，其中0.05≤x≤0.20；?
（2）將混合后的粉末裝入無縫低硅鋼管或鈮管，再將這一復合體裝入無氧銅管中組裝成復合體；?
（3）將復合體進行室溫冷加工過程，經過旋鍛、孔型軋制和拉拔?三種加工工藝的綜合使用加工成線材，線材的最終截面形狀為圓型；?
（4）將加工到最終尺寸和形狀的線材置于真空退火爐中，于室溫下抽真空，待真空度達到10-3?Pa后充入純氬氣或氬氣與氫氣的混合氣，然后以不低于60℃/分鐘的升溫速率將線材加熱，在740℃-760℃的溫度下保溫1-10小時；?
（5）最后以不低于25℃/分鐘的冷卻速率將線材冷卻至室溫，制成截面形狀為圓型的?MgB2基超導線。?
針對本發明的方法的研究，發現采用鎂和硼的混合粉末作為燒結粉末，在等于大氣壓條件下制備的常規方法無法獲得在高場下具有高臨界電流密度的?MgB2?超導材料。而如果在鎂和硼的混合粉末中同時添加適量的硅和金屬鉿作為助燒劑，在等于大氣壓條件下制備的MgB2基超導材料中彌散分布著硅、鉿及其化合物，MgB2基超導材料表現出高臨界電流密度的特征。?
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