[發(fā)明專利]一種千米級多芯MgB2

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210276097.3
• 申請日: 2022-03-21
• 公開（公告）號: CN114596996B
• 公開（公告）日: 2023-06-27
• 發(fā)明（設計）人: 王慶陽;楊芳;熊曉梅;劉國慶;閆果;李建峰;馮勇;張平祥
• 申請（專利權）人: 西北有色金屬研究院
• 主分類號: H01B12/02
• 分類號: H01B12/02
• 代理公司: 西安創(chuàng)知專利事務所 61213
• 代理人: 馬小燕

本發(fā)明公開了一種千米級多芯MgBsubgt;2/subgt;超導線材的制備方法，該方法包括：一、對目標產(chǎn)物的集束組裝結構設計；二、將中心Mg棒插入Nb管中后裝填CCB粉得到(Mg,CCB)/Nb裝管復合體，經(jīng)旋鍛和孔型軋制后得到(Mg,CCB)/Nb單芯棒；三、將亞組元、外包套集束組裝得到多組元多芯裝管復合體；四、經(jīng)冷塑性加工得到多芯MgBsubgt;2/subgt;線材；五、成相熱處理得到千米級多芯MgBsubgt;2/subgt;超導線材。本發(fā)明通過在粉末裝填時采用Cu環(huán)兩端定位和壓實，保證了Mg棒精確地處于中心位置，結合完全壓應力變形，解決了Mg棒不連續(xù)斷裂、偏心等問題，提高了MgBsubgt;2/subgt;超導相的成相反應均勻性和連續(xù)性，實現(xiàn)了千米級MgBsubgt;2/subgt;多芯超導線材的制備。

技術領域

本發(fā)明屬于超導線帶材加工技術領域，具體涉及一種千米級多芯MgB₂超導線材的制備方法。

背景技術

MgB₂材料的超導電性發(fā)現(xiàn)已經(jīng)整整二十年了，已經(jīng)從最初的提高材料性能及相關基礎研究轉變到目前的應用研究方面。超導業(yè)界已經(jīng)達成共識，MgB₂材料在液氫溫區(qū)、中低磁場條件下具有明顯的技術優(yōu)勢和成本優(yōu)勢。意大利ASG公司制備出首臺基于MgB₂超導材料的核磁共振成像儀(MRI)，證實了該材料在MRI應用領域的可行性。歐洲原子能中心在其大型強子對撞機的高光升級項目上(HL-LHC)采用MgB₂超導電纜作為20K到4.2K溫區(qū)的電流引線。美國Hyper?Tech公司采用MgB₂超導材料進行了超導故障限流器(SFCL)、超導儲能裝置(SMES)、風電電機等研究。

MgB₂應用的基礎是制備出高性能的超導線帶材。國際上已經(jīng)形成了以意大利ASG公司、美國Hyper?Tech公司、韓國Sam?Dong公司和日本Hitachi公司等為代表的數(shù)家能夠生產(chǎn)千米級MgB₂長線的廠家。其中，意大利ASG公司的MgB₂商品線主要采用先位法粉末裝管工藝(ex?situ?PIT)，美國Hyper?Tech公司的MgB₂商品線主要采用連續(xù)粉末裝管成型工藝(CTFF)，日本Hitachi公司和韓國Sam?Dong公司的MgB₂長線主要采用原位法粉末裝管工藝(in?situ?PIT)。因此，上述廠家生產(chǎn)的MgB₂線材是以粉末裝管工藝為主要特征的所謂第一代MgB₂線材生產(chǎn)技術。而由意大利Edison?SpA公司的G.Giunchi等人最初提出的Mg熔滲技術(Supercond.Sci.Technol.16,(2003):285–291)被稱為第二代MgB₂線材制備技術(IMD或AIMI)。目前這種技術還處在研發(fā)階段，美國的俄亥俄州立大學、Hyper?Tech公司，日本國立材料研究所(NIMS)、Hitachi公司均有相關報道，但主要以短樣品的性能為主(Supercond.Sci.Technol.25,(2012):115023、27,(2014):085012)。國內中科院電工所MaY?W小組報道了采用IMD工藝制備出百米級7芯結構高性能的MgB₂線材并進行了小螺線管的繞制和測試(Supercond.Sci.Technol.2016,(29):065003)。基本上還處于實驗室研究階段，千米級的長線鮮有報道。

針對目前研究現(xiàn)狀，發(fā)明人所在研究小組在國家自然科學基金(51772250)的支持下系統(tǒng)開展了Mg擴散工藝制備多芯MgB₂超導線材的研究，提出了一種千米級多芯MgB₂超導線材的制備方法。

發(fā)明內容