[發明專利]一種連續熱處理裝置及MgB2

有效

• 申請號: 201711039247.4
• 申請日: 2017-10-30
• 公開（公告）號: CN107799235B
• 公開（公告）日: 2020-06-26
• 發明（設計）人: 王慶陽;閆果;潘熙鋒;楊芳;熊曉梅;郗丹;馮建情;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;H01L39/24
• 代理公司: 西安創知專利事務所 61213
• 代理人: 譚文琰

本發明公開了一種連續熱處理裝置，該裝置利用電機通過傳動皮帶帶動收線輪轉動，從而帶動引線牽引待熱處理材料依次經過熱處理裝置的加熱區和冷卻區，進行動態的連續熱處理和冷卻處理，一步實現了材料的快速升降溫，減少了熱處理過程中材料不同位置的溫度差異，改善了熱處理的質量，擴大了裝置的應用范圍。本發明還公開了一種MgB₂超導線/帶材熱處理的方法，該方法將MgB₂超導線/帶材置于上述連續熱處理裝置中，然后在惰性氣體保護下進行連續的快速升降溫的熱處理，避免了MgB₂超導芯絲生成非超導的雜質相以及MgB₂線/帶材之間出現粘連現象，靈活可控，方便高效。

技術領域

本發明屬于熱處理技術領域，具體涉及一種連續熱處理裝置及MgB₂超導線/帶材熱處理方法。

背景技術

熱處理是一種通過溫度來改變材料表面或內部的化學成分與組織，獲得所需性能的熱加工工藝。常規的熱處理的方法為靜態熱處理，即將待熱處理材料裝入熱處理裝置中，通過控制熱處理的溫度和時間來實現熱處理過程。熱處理量越大，需要的熱處理裝置規格也就越大，但大型的熱處理裝置升降溫時間較長，熱處理時材料中不同位置的溫度差異較大，熱處理的效果不佳，同時熱處理裝置的容積有限，單次處理量有限，極大限制了其應用范圍。

MgB₂材料的超導臨界轉變溫度(T_c)約為39K，是已知的具有最高超導臨界轉變溫度的簡單二元化合物。目前制備MgB₂超導線帶材的方法主要為粉末裝管法(PIT)，包括原位粉末裝管法(in-situ PIT)和先位粉末裝管法(ex-situ PIT)。原位粉末裝管法以Mg和B的混合粉末為前驅體粉末，裝管后加工成線/帶材，再進行熱處理，使混合粉末形成MgB₂超導相。由于Mg和B反應形成MgB₂的過程較快，所以需要進行快速升降溫的熱處理。先位粉末裝管法以MgB₂超導粉末為前驅體粉末，裝管后加工成線/ 帶材，不需熱處理即可使用。但由于MgB₂具有類似陶瓷的脆性且硬度較大，加工過程中MgB₂晶粒的連接性減弱，產品的超導性能受影響，因此常通過熱處理改善MgB₂粉末晶粒的連結性，提高芯材的致密度，最終提升產品的超導性能，該熱處理過程也需要快速升降溫，避免MgB₂在長時間高溫狀態下轉化為MgB₄等非超導的雜質相。

傳統的MgB₂線/帶材熱處理方法為靜態熱處理，即將MgB₂線/帶材卷成盤狀在恒溫條件下進行熱處理，如果線/帶材的長度較大，就需要置于大型的熱處理設備中，但大型的熱處理設備升降溫時間較長，容易導致MgB₂線/帶材的MgB₂超導芯絲發生轉化或與包套材料發生擴散反應，生成非超導的雜質相，并且長時間的高溫會使MgB₂線/帶材之間出現粘連現象，最終影響MgB₂線/帶材的超導性能。

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的不足，提供了一種連續熱處理裝置，該裝置利用電機通過傳動皮帶帶動收線輪轉動，從而帶動引線牽引待熱處理材料依次經過加熱區和冷卻區，進行動態的連續熱處理和冷卻處理，減少了熱處理過程中材料不同位置的溫度差異，改善了熱處理的質量；本發明還提供了一種MgB₂超導線/帶材熱處理的方法，該方法將MgB₂超導線/帶材置于上述連續熱處理裝置中，然后在惰性氣體保護下進行連續的快速升降溫的熱處理，避免了MgB₂超導芯絲生成非超導的雜質相以及MgB₂線/帶材之間出現粘連現象，靈活可控，方便高效。