[發明專利]一種擠壓用MgB2單芯復合棒的制備方法

有效

• 申請號: 201810405718.7
• 申請日: 2018-04-29
• 公開（公告）號: CN108597675B
• 公開（公告）日: 2019-06-11
• 發明（設計）人: 王慶陽;閆果;馮建情;熊曉梅;楊芳;李成山;馮勇;張平祥
• 申請（專利權）人: 西北有色金屬研究院
• 主分類號: H01B12/04
• 分類號: H01B12/04;H01B13/00
• 代理公司: 西安創知專利事務所 61213
• 代理人: 譚文琰

本發明公開了一種擠壓用MgB₂單芯復合棒的制備方法，該方法為：一、依次進行矯直、切割、酸洗、清洗和烘干處理，得到無氧銅短棒；二、對無氧銅短棒進行退火熱處理；三、用無氧銅短棒封堵金屬管的端口A，然后將前驅粉末灌裝到金屬管內，最后用無氧銅短棒封堵金屬管的端口B，在灌裝前驅粉末的過程中每間隔一段距離向金屬管中放置一個無氧銅短棒，用于隔離前驅粉末；四、將填滿前驅粉末的金屬管組裝到無氧銅包套管中，拉拔加工成復合長棒，然后沿復合長棒內無氧銅短棒的中間位置切割，酸洗后得到擠壓用MgB₂單芯復合棒。本發明制備的擠壓用MgB₂單芯復合棒的兩端采用無氧銅短棒封堵，避免了酸洗時酸液腐蝕超導粉末，能夠實現批量化生產。

技術領域

本發明屬于超導棒材制備技術領域，具體涉及一種擠壓用MgB₂單芯復合棒的制備方法。

背景技術

二硼化鎂(MgB₂)材料的超導臨界轉變溫度(T_c)為39K，其超導電性于2001年由日本科學家首次發現，它是一種具有簡單二元結構的金屬化合物。與氧化物高溫超導材料(OHTS)相似，該材料類似于陶瓷性質的脆性化合物相，本身不具有加工塑性，無法直接加工成線帶材，通常需要采用金屬包覆后進行塑性加工。目前最常見的多芯MgB₂超導線材的制備方法是所謂的粉末套管法(PIT)，就是將Mg、B混合粉末或者MgB₂超導粉末填充到金屬保護套管中，然后通過多道次塑性加工工藝加工到一定尺寸后進行二次或多次組裝并采用旋鍛、拉拔、軋制等方法加工到最終尺寸。但是采用這種方法所制備多芯MgB₂超導線材芯絲之間的結合力較差，加工過程中易于出現斷芯現象，所制備多芯線材的機械性能也較差。

針對上述現有技術中的不足，發明人曾提出一種擠壓工藝制備多芯MgB₂超導線材的方法(ZL201410363120.8)。該方法在傳統的PIT工藝基礎上提出采用較大的單道次加工變形量即熱擠壓加工工藝制備多芯MgB₂超導線材，能夠顯著提高多芯MgB₂超導線材的致密度和屈服強度，為實用化千米量級 MgB₂超導線材的批量化生產提供了一個新途徑。而擠壓坯錠通常具有一定的長徑比限制，即擠壓坯錠的高度與直徑一般應小于某一比值，對于多芯復合擠壓包套比如多芯MgB₂擠壓坯錠，該比值一般小于3倍，并且二次組裝時的單芯棒數量較多，所有單芯棒組裝前均需要進行酸洗工藝以去除氧化皮，該過程中單芯棒的端部很容易被腐蝕，從而導致單芯棒內的活性較高的前驅粉末接觸到酸液并發生腐蝕反應，而影響前驅粉末的活性，以及后續制備多芯MgB₂超導線材的工藝。因此，需要開發一種新的擠壓用MgB₂單芯復合棒，能夠防止單芯棒內的活性超導MgB₂材料不被腐蝕。

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，提供了一種擠壓用MgB₂單芯復合棒的制備方法。該方法制備的MgB₂單芯復合棒的兩端都有無氧銅堵頭，酸洗MgB₂單芯復合棒時能夠避免酸液與復合棒內的活性較高的前驅粉體接觸，影響前驅體粉末的超導活性，避免由該 MgB₂單芯復合棒制備的MgB₂線材的超導性能降低，同時也解決了避免了傳統的單根粉末灌裝、拉拔工藝中原材料浪費較大的缺點，能夠實現批量化制備。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是：一種擠壓用MgB₂單芯復合棒的制備方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：

步驟一、矯直無氧銅長棒后切割成無氧銅短棒，再依次對所述無氧銅短棒進行酸洗、清洗和烘干；

步驟二、將步驟一中烘干后的無氧銅短棒置于真空熱處理爐中進行退火熱處理；