[發(fā)明專利]一種鐵基超導(dǎo)多芯線材及其制備方法和應(yīng)用

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210048462.5
• 申請(qǐng)日: 2022-01-17
• 公開（公告）號(hào): CN114360807A
• 公開（公告）日: 2022-04-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 姚超;馬衍偉;郭文文
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院電工研究所
• 主分類號(hào): H01B12/02
• 分類號(hào): H01B12/02;H01F6/00
• 代理公司: 北京高沃律師事務(wù)所 11569
• 代理人: 霍苗

本發(fā)明涉及超導(dǎo)線材技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種鐵基超導(dǎo)多芯線材及其制備方法和應(yīng)用。本發(fā)明提供的制備方法，將若干鐵基超導(dǎo)帶材裝入多芯線材包套中得到復(fù)合體；所述鐵基超導(dǎo)帶材包括預(yù)織構(gòu)化的鐵基超導(dǎo)芯，所述多芯線材包套的橫截面形狀為矩形或正方形；將復(fù)合體進(jìn)行軋制或拉拔得到初始多芯線材，所述軋制采用孔型軋或四輥軋，所述拉拔采用方孔模具；在保護(hù)氣體或真空環(huán)境中，將所述初始多芯線材進(jìn)行熱處理，得到所述鐵基超導(dǎo)多芯線材。本發(fā)明提供的制備方法能夠有效提高鐵基超導(dǎo)多芯線材中超導(dǎo)相晶粒的織構(gòu)化程度，從而提高線材的電流傳輸性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及超導(dǎo)線材技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種鐵基超導(dǎo)多芯線材及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)

鐵基超導(dǎo)材料根據(jù)母體化合物的組成比和晶體結(jié)構(gòu)的不同，可分為多個(gè)材料體系，其中1111體系(以SmFeAsO_1-xF_x為代表)和122體系(以Ba_1-xK_xFe₂As₂和Sr_1-xK_xFe₂As₂為代表)的鐵基超導(dǎo)體具有較高的超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度(目前最高分別為58K和38K)，并且二者的上臨界場(chǎng)都可超過100T，同時(shí)具有較小的各向異性，在高場(chǎng)強(qiáng)電領(lǐng)域有獨(dú)特的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，在下一代高場(chǎng)核磁共振成像(MRI)、超導(dǎo)儲(chǔ)能系統(tǒng)(SMES)、核磁共振譜儀(NMR)，以及未來的高能粒子加速器、可控核聚變裝置等領(lǐng)域有較強(qiáng)的應(yīng)用潛力。此外，鐵基超導(dǎo)材料可采用工藝較為簡(jiǎn)單，成本較低的粉末裝管法制備成線材和帶材。

目前，采用粉末裝管法制備鐵基超導(dǎo)多芯線材的典型工藝是首先采用圓模拉拔工藝制備出鐵基超導(dǎo)單芯圓線，然后將其截?cái)喑扇舾筛L(zhǎng)度相等的短樣，再?gòu)?fù)合進(jìn)金屬圓管中，再采用旋鍛、拉拔等冷加工工藝制備出多芯圓線。上述制備方法得到的線材存在的主要問題是超導(dǎo)芯中的晶粒取向是隨機(jī)的，晶粒間廣泛存在的大角度晶界會(huì)顯著降低線材的傳輸臨界電流。目前改善晶粒取向的方法是采用平輥軋制的方法將多芯圓線軋制成多芯帶材，在這個(gè)過程中通過機(jī)械變形力誘導(dǎo)超導(dǎo)芯中的晶粒發(fā)生織構(gòu)化取向，從而提高多芯帶材其載流性能。

但是，從實(shí)際應(yīng)用的角度而言，相比于帶材，線材更有利于電纜的絞制和磁體線圈的繞制，因此制備高性能的鐵基超導(dǎo)多芯線材對(duì)于未來的實(shí)際應(yīng)用更加有利。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明提供了一種鐵基超導(dǎo)多芯線材及其制備方法和應(yīng)用，本發(fā)明提供的鐵基超導(dǎo)多芯線材傳輸臨界電流密度高。

為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供以下技術(shù)方案：

本發(fā)明提供了一種鐵基超導(dǎo)多芯線材的制備方法，包括以下步驟：

將若干鐵基超導(dǎo)帶材裝入多芯線材包套中得到復(fù)合體；所述鐵基超導(dǎo)帶材包括織構(gòu)化的鐵基超導(dǎo)芯，所述多芯線材包套的橫截面形狀為矩形或正方形；

將復(fù)合體進(jìn)行軋制或拉拔得到初始多芯線材，所述軋制采用孔型軋或四輥軋，所述拉拔采用方孔模具；

在保護(hù)氣體或真空環(huán)境中，將所述初始多芯線材進(jìn)行熱處理，得到所述鐵基超導(dǎo)多芯線材。

優(yōu)選的，所述鐵基超導(dǎo)帶材包括單芯鐵基超導(dǎo)帶材和/或多芯鐵基超導(dǎo)帶材；

所述單芯鐵基超導(dǎo)帶材的制備方法包括以下步驟：

將鐵基超導(dǎo)材料裝入帶材包套中，得到包套超導(dǎo)材料；

將所述包套超導(dǎo)材料依次進(jìn)行旋鍛、拉拔和軋制，得到單芯鐵基超導(dǎo)帶材；

所述多芯鐵基超導(dǎo)帶材的制備方法包括以下步驟：

將鐵基超導(dǎo)材料裝入帶材包套中，得到包套超導(dǎo)材料；

將所述包套超導(dǎo)材料依次進(jìn)行旋鍛和拉拔，得到鐵基超導(dǎo)圓線；