[發明專利]一種高性能MgB2超導線/帶材的制備方法無效
| 申請號： | 201410106987.5 | 申請日： | 2014-03-21 |
| 公開（公告）號： | CN103928190A | 公開（公告）日： | 2014-07-16 |
| 發明（設計）人： | 劉志勇;張卉;楊楓;楚莊;唐亞楠;韓夢媛 | 申請（專利權）人： | 河南師范大學 |
| 主分類號： | H01B13/00 | 分類號： | H01B13/00 |
| 代理公司： | 新鄉市平原專利有限責任公司 41107 | 代理人： | 路寬 |
| 地址： | 453007 河*** | 國省代碼： | 河南;41 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 一種 性能 mgb sub 導線 制備 方法 | ||
技術領域
本發明涉及超導線/帶材制備技術領域，具體涉及一種高性能MgB2超導線/帶材的制備方法。
背景技術
MgB2是一種具有優良性能的超導材料，如高的超導臨界轉變溫度（Tc），低的各項異性，使得這一材料具有廣闊的應用前景。目前，這一材料已經被廣泛地應用于科研和醫用設備中，如醫用的核磁共振成像設備和科研上使用的物性綜合測試系統（PPMS）設備上。但是這一超導材料的制備尤其是超導線/帶材的制備仍然處于研究的初級階段，其線/帶材的制備工藝和性能有待進一步提高。目前MgB2線/帶材的制備方法中最常用的是粉末套管(簡稱PIT)法，根據原始粉末的不同，目前PIT方法可分為原位技術和非原位技術兩種。非原位技術是直接將MgB2粉末裝入套管后制備成線/帶材，然后通過再結晶退火釋放形變應力；而原位技術是采用鎂粉和硼粉的混合物作為原始粉末封裝到一定尺寸和形狀的套管中，成型后通過熱處理過程制備出MgB2超導線/帶材。但是這些方法制備出的MgB2超導材料致密性不高，其電流輸運能力往往較低，且制備過程中保溫時間較長，容易導致材料內部的MgB2晶粒長大，氧化物等雜質相增多。
為了進一步提高MgB2超導線/帶材的輸運性能，制備高臨界電流密度的MgB2超導線/帶材，根據MgB2超導材料屬于一種金屬基化合物的特點，結合放電等離子燒結技術（SPS）制備金屬基化合物的優勢，放電等離子燒結技術對樣品進行熱處理時通過大的直流電流在樣品內部形成的高溫等離子體，且同時在樣品外部施加一定的壓力，可以制備出高密度的樣品材料這一特性，利用這一技術制備出了高性能的MgB2超導線/帶材。
發明內容
本發明解決的技術問題是提供了一種高性能MgB2超導線/帶材的制備方法，該制備方法利用放電等離子燒結技術對封裝到適宜套管中成型后的MgB2線/帶材進行放電等離子熱處理，制備出高性能MgB2超導線/帶材。
本發明的技術方案為：一種高性能MgB2超導線/帶材的制備方法，其特征在于包括以下步驟：（1）采用鎂粉和硼粉的混合物或MgB2作為初始粉末，其中鎂粉和硼粉的混合物中鎂粉和硼粉的摩爾比為1:2，將初始粉末充分研磨；（2）將充分研磨后的鎂粉和硼粉的混合物或MgB2初始粉末填充到一端封閉的金屬套管中，壓實后將金屬套管的端頭密封；（3）通過旋鍛和拉拔工藝減徑即獲得MgB2線材，或者通過軋制獲得MgB2帶材；（4）將制備出的MgB2線/帶材利用放電等離子燒結技術熱處理制備出高性能MgB2超導線/帶材，放電等離子燒結熱處理的具體過程是，將減徑獲得的MgB2線材或軋制獲得的MgB2帶材放入到放電等離子燒結設備的腔體中，壓強設置為20-40MPa，升溫速率為50-200℃/min，升溫至400-600℃保溫3-10min，然后再以50-100℃/min的升溫速率升溫至750-850℃保溫5-10min，冷卻至室溫即制得高性能MgB2超導線/帶材。
本發明所述的金屬套管為鐵管或銅管。
本發明所述的高性能MgB2超導線材的制備方法，其特征在于具體步驟為：采用鎂粉和硼粉的混合物作為初始粉末，將鎂粉和硼粉按摩爾比1:2的比例稱量，將鎂粉和硼粉的混合物充分研磨后填充到內徑為8mm、外徑為12mm、長度為100mm的純鐵套管中，壓實后密封套管端口，通過旋鍛和拉拔工藝減徑至5mm，然后利用放電等離子燒結技術熱處理制備出高性能MgB2超導線材，放電等離子燒結熱處理的具體過程是，將減徑后的MgB2套管放入放電等離子設備的腔體中，壓強設置為30MPa，升溫速率為100℃/min，升溫至500℃保溫3min，然后再以50℃/min的升溫速率升溫至800℃保溫5min，冷卻至室溫即制得高性能MgB2超導線材。
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