[發明專利]一種鋁合金超導電電纜及其制備方法

有效

• 申請號: 202110578449.6
• 申請日: 2021-05-26
• 公開（公告）號: CN113327715B
• 公開（公告）日: 2022-05-17
• 發明（設計）人: 賈濤;洪旺;周若楠;習向智;楊粉麗;李蔓
• 申請（專利權）人: 深圳市黑金工業制造有限公司
• 主分類號: H01B12/00
• 分類號: H01B12/00;H01B1/02;H01B13/00
• 代理公司: 北京廣技專利代理事務所(特殊普通合伙) 11842
• 代理人: 張國香

本發明公開了一種鋁合金超導電電纜及其制備方法，屬于新材料技術領域。該電纜包括由多股鋁合金導線絞合的導芯和包裹所述導芯的絕緣層，所述鋁合金導線中，包括鐵元素、銅元素、鎂元素、鑭元素和鈰元素和不可避免的雜質；以重量百分比計，所述鐵元素的含量為0.50?1.50％，銅元素的含量為0.20?0.80％，鎂元素的含量為0.20?0.70％，鑭元素的含量為0.01?0.03％，鈰元素的含量為0.20?0.50％，硼元素的含量為0.01?0.02％，硅元素和釩元素的總含量小于0.05％。本發明的鋁合金超導電電纜，包括由多股鋁合金導線絞合的導芯和包裹所述導芯的絕緣層，所述鋁合金導線中，包括鑭元素和鈰元素兩種稀土元素，添加后顯著提高了鋁合金的導電和強度性能。

技術領域

本發明屬于新材料技術領域，具體涉及一種鋁合金超導電電纜及其制備方法。

背景技術

隨著科技的發展，電線電纜的發展進入了新時代，對導體良好的導電性能要求日益突出。與銅導線相比，鋁導線價格便宜，但是性能較差。鋁合金稱為鋁基導線的研究熱點。

稀土元素在材料化工領域廣泛應用，稀土元素的原子半徑為0.1704-0.204nm，大于鋁原子的半徑0.143nm，據報道，部分稀土元素添加到鋁合金中能提高鋁的導電性。但是不同的稀土元素和含量以及鋁合金中的雜質會顯著影響稀土元素提高鋁合金的導電性的能力。

發明內容

本發明的研究人員在對稀土元素影響鋁合金的導電性研究中，發現在包括鐵元素、銅元素、鎂元素、鑭元素和鈰元素和不可避免的雜質的鋁合金導體中，制備時鑭元素和鈰元素的添加順序和比例顯著影響得到的鋁合金導線的導電性，本發明即是基于此發現。

本發明的第一方面在于公開一種鋁合金超導電電纜，包括由多股鋁合金導線絞合的導芯和包裹所述導芯的絕緣層，所述鋁合金導線中，包括鐵元素、銅元素、鎂元素、鑭元素和鈰元素和不可避免的雜質；

以重量百分比計，所述鐵元素的含量為0.50-1.50%，銅元素的含量為0.20-0.80%，鎂元素的含量為0.20-0.70%，鑭元素的含量為0.01-0.03%，鈰元素的含量為0.20-0.50%，硼元素的含量為0.01-0.02%，硅元素和釩元素的總含量小于0.05%。

在本發明的一些優選的實施方式中，鑭元素和鈰元素的含量的重量比為1：（2-5）。

在本發明的一些優選的實施方式中，硅元素的含量小于0.01wt％，釩元素的含量小于0.02wt％。

在本發明的一些優選的實施方式中，所述鋁合金導線中，包括鐵元素、銅元素、鎂元素、鑭元素和鈰元素和不可避免的雜質；

以重量百分比計，鐵元素的含量為1.00%，銅元素的含量為0.50%，鎂元素的含量為0.25%，鑭元素的含量為0.10%，鈰元素的含量為0.30%，硼元素的含量為0.10%，硅元素的含量小于0.01wt％，釩元素的含量小于0.02wt％。

本發明的第二方面在于公開第一方面所述的電纜的制備方法，包括鋁原料和鐵、銅、鎂、硼元素原料融化混合后，先與鑭元素原料融化混合，再與鈰元素原料融化混合的步驟。

本發明的研究人員發現，在各組分含量已知的情況下，先添加鑭元素原料后添加鈰元素原料，與先添加鈰元素原料后添加鑭元素原料相比，得到的鋁合金導線的導電性顯著提高。這可能是因為鈰原子和鑭原子的直徑差異影響了鋁液合金生成晶粒的過程。

在本發明的一些優選的實施方式中，所述鋁原料和鐵、銅、鎂、硼元素原料融化混合后，分批與所述鑭元素原料和鈰元素原料融化混合。

除了鑭元素和鈰元素的添加順序，同時還發現，以鑭元素和鈰元素不同比例分兩次加入鑭元素和鈰元素，也會顯著影響得到的鋁合金導線的導電性。

在本發明的一些實施方式中，包括以下步驟：