[發明專利]一種Bi?2223多芯超導帶材的制備方法

有效

• 申請號: 201610329179.4
• 申請日: 2016-05-18
• 公開（公告）號: CN106057353B
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發明（設計）人: 劉國慶;郝清濱;焦高峰;徐曉燕;鄭會玲;白利鋒;馬小波;李高山;李成山;張平祥
• 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

技術領域

本發明屬于高溫超導帶材制備技術領域，具體涉及一種Bi-2223多芯超導帶材的制備方法。

背景技術

Bi-2223(Bi₂Sr₂Ca₂Cu₃O_x)高溫超導體是高溫超導材料中最重要的分支，由于其容易加工及具有較高的載流性能，使其成為最具前途的高溫超導材料之一。目前粉末裝管法(PIT)和熔化法相結合的制備技術是制備高性能Bi系高溫超導線帶材的主流技術。該技術是將超導前驅粉末裝入銀管，通過拉拔、組裝制備成多芯復合體，再加工到設計的線帶材尺寸，然后進行熱處理即可得到超導的線帶材。

一直以來，Bi2223帶材的鼓泡問題限制著材料性能的提高，對于鼓泡的原因大部分學者認為Bi2223帶材鼓泡的主要原因是粉末中的碳在高溫下釋放CO₂，Hellstrom小組對Bi系線帶材宏觀鼓泡問題進行過系統的研究，認為鼓泡的形成是H₂O、CO₂或O₂氣體的膨脹，再加上高溫下銀包套低強度共同作用的結果。即使選擇合理的熱處理制度可以很大程度上降低粉末中的C含量，但是在后期的裝管過程中，由于粉末具有較高的活性，容易吸附空氣中的H₂O和CO₂氣體，造成最終鼓泡的發生。采用高壓熱處理可以很大程度上抑制鼓泡的發生，但是適合的高壓設備非常昂貴，目前只有日本住友公司擁有該類設備，且處于技術保密的原因，國內可能還不具備制造該類設備的能力。因此，通過合理的工藝技術改進來避免鼓泡的發生，提高帶材性能的均勻性就顯得非常必要。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于針對上述現有技術中的不足，提供一種Bi-2223多芯超導帶材的制備方法，該方法中首先通過混合氣體保護下的高溫熱處理對Bi-2223前驅粉進行預處理，然后在高純氧氣氣氛中進行振動裝管得到裝管復合體，有效避免了制備得到的Bi-2223多芯超導帶材出現鼓泡問題，同時改善Bi-2223多芯超導帶材的均勻性和致密度，提高其超導性能。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是：一種Bi-2223多芯超導帶材的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟一、將采用共沉淀法制備的Bi-2223前驅粉在混合氣體保護條件下進行高溫熱處理；所述混合氣體由高純氬氣和高純氫氣組成，其中高純氬氣的體積百分含量為95％～99.5％，所述高溫熱處理的溫度為400℃～600℃，保溫時間為1h～4h；

步驟二、將振動臺、銀包套和金屬漏斗置于充滿高純氧氣的手套箱中，將所述銀包套安裝在振動臺上，將所述金屬漏斗固定在銀包套上并使金屬漏斗的下端位于銀包套內，然后將步驟一中高溫熱處理后的Bi-2223前驅粉倒入金屬漏斗中，同時啟動振動臺，在振動頻率為40Hz～80Hz的條件下進行振動裝管，得到裝管復合體；所述手套箱內的壓力比大氣壓力高400Pa～600Pa；

步驟三、將步驟二中所述裝管復合體拉拔加工成單芯線材，將所述單芯線材定尺、截斷，將截斷后的單芯線材矯直、清洗，然后將銀合金包套和多根清洗后的單芯線材按預設的超導帶材結構進行組裝，得到二次復合體；

步驟四、對步驟三中所述二次復合體進行拉拔加工和中間退火處理，得到多芯線材，然后采用平輥軋制的方式將所述多芯線材軋制成多芯帶材，所述多芯帶材經熱處理后得到Bi-2223多芯超導帶材。

上述的一種Bi-2223多芯超導帶材的制備方法，其特征在于，步驟一中所述高純氬氣和高純氫氣的質量純度均不低于99.99％。

上述的一種Bi-2223多芯超導帶材的制備方法，其特征在于，步驟一中所述混合氣體中高純氬氣的體積百分含量為98％～99.5％。

上述的一種Bi-2223多芯超導帶材的制備方法，其特征在于，所述混合氣體中高純氬氣的體積百分含量為98％。

上述的一種Bi-2223多芯超導帶材的制備方法，其特征在于，步驟一中所述高溫熱處理的溫度為450℃～550℃，保溫時間為2h～4h。

上述的一種Bi-2223多芯超導帶材的制備方法，其特征在于，所述高溫熱處理的溫度為500℃，保溫時間為3h。

上述的一種Bi-2223多芯超導帶材的制備方法，其特征在于，步驟二中所述振動頻率為40Hz～60Hz。

上述的一種Bi-2223多芯超導帶材的制備方法，其特征在于，所述振動頻率為50Hz。