[發明專利]一種矩形多芯復合超導帶材的制備方法

有效

• 申請號: 201310419254.2
• 申請日: 2013-09-13
• 公開（公告）號: CN103440931A
• 公開（公告）日: 2013-12-11
• 發明（設計）人: 李成山;劉國慶;龐玉春;張華榮;熊曉梅;楊芳;焦高峰;王慶陽;馮建情;閆果;馮勇
• 申請（專利權）人: 西北有色金屬研究院;寶勝科技創新股份有限公司
• 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

1.一種矩形多芯復合超導帶材的制備方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：

步驟一、將無定形硼粉和鎂粉按照Mg∶B=1∶2的原子比配料，混合均勻，然后向混合物中加入蘋果酸乙醇溶液，在200r/min～400r/min下攪拌30min～90min，得到混合漿體；所述蘋果酸乙醇溶液中蘋果酸的質量為無定形硼粉和鎂粉總質量的10%～30%；所述蘋果酸乙醇溶液中蘋果酸的質量百分比濃度為15%～25%；

步驟二、將步驟一中所述混合漿體在50℃～60℃下真空焙干，研磨得到粉末；將所述粉末置于管式爐中，在氬氣保護下以0.5℃/min～1℃/min的速率升溫至180℃～200℃后恒溫1h～2h進行低溫分解處理，隨爐冷卻后研磨均勻得到裝管前驅粉；

步驟三、將步驟二中所述裝管前驅粉裝入Nb管中，得到裝管復合體；然后對所述裝管復合體進行旋鍛拉拔，得到具有正六邊形截面的Cu-Nb-MgB₂單芯棒（2）；再對所述Cu-Nb-MgB₂單芯棒（2）進行定尺和截斷，然后酸洗去除表面氧化皮；

步驟四、將9根步驟三中經酸洗后的Cu-Nb-MgB₂單芯棒（2）和10根具有正六邊形截面的Cu-NbTi單芯棒（3）裝入Cu-Ni合金管（1）中進行二次組裝，得到二次復合體；所述二次復合體的結構為：1根Cu-NbTi單芯棒（3）位于Cu-Ni合金管（1）中心，9根Cu-Nb-MgB₂單芯棒（2）和9根Cu-NbTi單芯棒（3）分為內、外兩層圍繞位于Cu-Ni合金管（1）中心的Cu-NbTi單芯棒（3），其中內層由3根Cu-Nb-MgB₂單芯棒（2）和3根Cu-NbTi單芯棒（3）交錯排列而成，外層由6根Cu-Nb-MgB₂單芯棒（2）和6根Cu-NbTi單芯棒（3）交錯排列而成；所述Cu-NbTi單芯棒（3）的尺寸與Cu-Nb-MgB₂單芯棒（2）的尺寸相同；

步驟五、采用旋鍛拉拔和孔型軋制相結合的加工方法將步驟四中所述二次復合體加工成線材，然后采用8%～10%的道次加工率經過3～4個矩形模具對所述線材進行旋鍛拉拔，得到矩形多芯復合帶材；

步驟六、在步驟五中所述矩形多芯復合帶材表面纏繞一層高硅氧玻璃纖維，然后盤圓，并將纏繞高硅氧玻璃纖維后的矩形多芯復合帶材兩端夾扁；所述高硅氧玻璃纖維是指SiO₂含量為96%以上的玻璃纖維；

步驟七、將步驟六中兩端夾扁后的矩形多芯復合帶材置于不銹鋼板上，一同放入真空爐中抽真空，待真空度達到2Pa以下，以10℃/min～20℃/min的升溫速率升溫至600℃～700℃，恒溫1h～4h后自然冷卻；然后對自然冷卻后的矩形多芯復合帶材進行3～4次時效熱處理，得到矩形多芯復合超導帶材；所述時效熱處理的過程為：抽真空，待真空度達到5×10^-2Pa以下，以1℃/min～3℃/min的升溫速率升溫至380℃～420℃，恒溫20h～40h后自然冷卻。

2.根據權利要求1所述的一種矩形多芯復合超導帶材的制備方法，其特征在于，步驟三中所述正六邊形的邊長為2mm～3mm。

3.根據權利要求1所述的一種矩形多芯復合超導帶材的制備方法，其特征在于，步驟四中所述Cu-NbTi單芯棒（3）由外層的無氧銅層、中間層鈮層和內層NbTi合金層三層組成；所述無氧銅層、鈮層和NbTi合金層的質量比為1∶（0.1～0.15）∶（0.8～1.2），其中NbTi合金層中Nb的質量百分含量為50%～54%，余量為Ti。

4.根據權利要求1所述的一種矩形多芯復合超導帶材的制備方法，其特征在于，步驟四中所述Cu-Ni合金管（1）中Cu的質量百分含量為85%～90%，余量為Ni。

5.根據權利要求1所述的一種矩形多芯復合超導帶材的制備方法，其特征在于，驟四中所述Cu-Ni合金管（1）的外徑為24mm～36mm，壁厚為3mm～4mm。

6.根據權利要求1所述的一種矩形多芯復合超導帶材的制備方法，其特征在于，步驟五中所述旋鍛拉拔和孔型軋制相結合的加工方法為：先采用15%～20%的道次加工率對二次復合體進行旋鍛拉拔，然后采用10%～15%的道次加工率進行孔型軋制，再采用10%～15%的道次加工率進行旋鍛拉拔。