[發(fā)明專(zhuān)利]一種硅化鐵超導(dǎo)線(xiàn)材及其制備方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201911239403.0
• 申請(qǐng)日: 2019-12-06
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112927859A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-06-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陸伯川
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 陸伯川
• 主分類(lèi)號(hào): H01B12/06
• 分類(lèi)號(hào): H01B12/06
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

本發(fā)明公開(kāi)了一種硅化鐵超導(dǎo)線(xiàn)材及其制備方法，該超導(dǎo)線(xiàn)由線(xiàn)芯為硅化鐵及包覆其外的、選自低碳鋼、鎳或鉭的金屬覆層組成。其制備方法為將硅化鐵粉末裝入金屬管內(nèi)，粉末在管中達(dá)到充實(shí)、緊密，然后封閉管兩端，再將其金屬管裝入無(wú)氧銅管組成復(fù)合體后進(jìn)行旋鍛、孔型軋制、加工成方線(xiàn)到線(xiàn)材；經(jīng)真空退火，得到本發(fā)明的硅化鐵超導(dǎo)線(xiàn)材。本發(fā)明方法加工性能優(yōu)良，原料方法簡(jiǎn)單易得，制備成本低，制備得到的線(xiàn)材具有極優(yōu)的超導(dǎo)性能，市場(chǎng)前景廣泛。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于一種硅化鐵超導(dǎo)線(xiàn)材及其制備方法，屬于超導(dǎo)線(xiàn)材制備及應(yīng)用領(lǐng)域。

背景技術(shù)

超導(dǎo)材料，是指具有在一定的低溫條件下呈現(xiàn)出電阻等于零以及排斥磁力線(xiàn)的性質(zhì)的材料。現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)有28種元素和幾千種合金和化合物可以成為超導(dǎo)體。

根據(jù)材料對(duì)于磁場(chǎng)的響應(yīng)：第一類(lèi)超導(dǎo)體和第二類(lèi)超導(dǎo)體。從宏觀(guān)物理性能上看，第一類(lèi)超導(dǎo)體只存在單一的臨界磁場(chǎng)強(qiáng)度；第二類(lèi)超導(dǎo)體有兩個(gè)臨界磁場(chǎng)強(qiáng)度值，在兩個(gè)臨界值之間，材料允許部分磁場(chǎng)穿透材料。從理論上看，如上文“理論解釋”中的GL理論所言，參數(shù)κ是劃分兩類(lèi)超導(dǎo)體的標(biāo)準(zhǔn)。

在已發(fā)現(xiàn)的元素超導(dǎo)體中，第一類(lèi)超導(dǎo)體占大多數(shù)，只有釩、鈮、锝屬于屬于第二類(lèi)超導(dǎo)體；但很多合金超導(dǎo)體和化合物超導(dǎo)體都屬于第二類(lèi)超導(dǎo)體。

根據(jù)臨界溫度：高溫超導(dǎo)體和低溫超導(dǎo)體。高溫超導(dǎo)體通常指臨界溫度高于液氮溫度的超導(dǎo)體，低溫超導(dǎo)體通常指臨界溫度低于液氮溫度的超導(dǎo)體。

根據(jù)材料類(lèi)型：元素超導(dǎo)體(如鉛和水銀)、合金超導(dǎo)體(如鈮鈦合金)、氧化物超導(dǎo)體(如釔鋇銅氧化物)、有機(jī)超導(dǎo)體(如碳納米管)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種新型超導(dǎo)材料，該超導(dǎo)線(xiàn)由線(xiàn)芯為硅化鐵及包覆其外的、選自低碳鋼、鎳或鉭的金屬覆層組成。本發(fā)明方法加工性能優(yōu)良，原料方法簡(jiǎn)單易得，制備成本低，制備得到的線(xiàn)材具有極優(yōu)的超導(dǎo)性能，市場(chǎng)前景廣泛。

本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

一種硅化鐵超導(dǎo)線(xiàn)材，由線(xiàn)芯及包覆其外的、選自低碳鋼、鎳或鉭的金屬覆層組成，其線(xiàn)芯為硅化鐵。

一種硅化鐵超導(dǎo)線(xiàn)材的制備方法，包括以下步驟：

第一步：將硅化鐵研磨后的粉末裝入選自低碳鋼管、鎳管或鉭管的一種金屬管內(nèi)，粉末在管中達(dá)到充實(shí)、緊密，然后封閉管兩端，再將其金屬管裝入無(wú)氧銅管組成復(fù)合體；

第二步：將組裝的復(fù)合體按照每次0.1mm-0.5mm的道次加工率進(jìn)行旋鍛；

然后進(jìn)行孔型軋制，按照每次0.5mm-1mm的道次加工率加工成方線(xiàn)；

再將方線(xiàn)按照每次0.01mm-0.05mm的道次加工率加工線(xiàn)材；

第三步：將加工后線(xiàn)材置于真空退火爐中，于室溫下抽真空，待達(dá)到10-4pa的真空度后充入氬氣；

然后以20℃/分鐘-30℃/分鐘的升溫速率將線(xiàn)材加熱，在1000℃-1050℃的溫度下保溫0.5-1個(gè)小時(shí)；

最后以10℃/分鐘-15℃/分鐘的速率將線(xiàn)材冷卻到室溫，得到硅化鐵超導(dǎo)線(xiàn)材。

優(yōu)選的，所述第一步中硅化鐵研磨后的粉末過(guò)200目篩去除大顆粒固體。

優(yōu)選的，所述第二步中將組裝的復(fù)合體按照每次0.2mm-0.4mm的道次加工率進(jìn)行旋鍛。

優(yōu)選的，所述第三步中以25℃/分鐘-30℃/分鐘的升溫速率將線(xiàn)材加熱，在1010℃-1030℃的溫度下保溫0.5個(gè)小時(shí)。

優(yōu)選的，所述第三步中以15℃/分鐘的速率將線(xiàn)材冷卻到室溫，得到硅化鐵超導(dǎo)線(xiàn)材。