[發(fā)明專利]一種超低損耗NbTi超導(dǎo)線材的制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210698662.5
• 申請日: 2022-06-20
• 公開（公告）號: CN114783681B
• 公開（公告）日: 2022-09-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 郭強(qiáng);王瑞龍;柳祥;張凱林;朱燕敏;李建峰;劉向宏;杜予晅;馮勇;張平祥
• 申請（專利權(quán)）人: 西部超導(dǎo)材料科技股份有限公司
• 主分類號: H01B12/02
• 分類號: H01B12/02;H01B12/00
• 代理公司: 西安新動(dòng)力知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 61245
• 代理人: 胡維

1.一種超低損耗NbTi超導(dǎo)線材的制備方法，其特征在于，具體包括以下步驟：

步驟1）、制備NbTi/Cu單芯棒；

步驟2）、將所述NbTi/Cu單芯棒拉伸成細(xì)線后電鍍Ni，獲得表面均勻鍍Ni的NbTi/Cu單芯細(xì)線，再將細(xì)線定尺切斷；

步驟3）、利用高純銅粉通過3D打印的方式制備多孔銅管；

步驟4）、將步驟2）中表面均勻鍍Ni的NbTi/Cu單芯細(xì)線插入步驟3）的多孔銅管中，通過拉拔、定尺切斷及矯直處理獲得NbTi/Cu二次復(fù)合棒；

步驟5）、將清洗干凈的所述NbTi/Cu二次復(fù)合棒緊密排列在銅管內(nèi)，在冷拉拔過程中結(jié)合多次時(shí)效熱處理，獲得三次復(fù)合線；

步驟6）、對所述三次復(fù)合線進(jìn)行真空低溫退火處理，使基體中的Ni和Cu充分?jǐn)U散，形成Cu-Ni固溶體，最終獲得超低損耗的NbTi超導(dǎo)線材。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超低損耗NbTi超導(dǎo)線材的制備方法，其特征在于，所述步驟1）具體為：

先將清洗干凈的NbTi棒放置于預(yù)先準(zhǔn)備好的鑄造模具中心處；

鑄造模具開始加熱并保溫，加熱溫度為100℃~200℃，保溫時(shí)間為30~90min；

然后將熔融的銅水慢慢澆注至模具中，鑄造溫度為1100℃~1200℃，鑄造速度為150mm/min~250mm/min；

最后通過冷卻、脫模的方式獲得NbTi/Cu單芯棒，冷卻水流量為0.5~1.5m³/h，所述NbTi/Cu單芯棒的外徑尺寸不超過Φ100mm。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超低損耗NbTi超導(dǎo)線材的制備方法，其特征在于，步驟2）中，當(dāng)所述NbTi/Cu單芯棒的尺寸為Φ70mm~Φ100mm時(shí)，采用輥模拉拔，每道次加工率不超過5%；當(dāng)所述NbTi/Cu單芯棒的尺寸小于Φ70mm時(shí)，采用常規(guī)模具冷拉拔，每道次加工率不超過15%，扒皮每道次加工率不超過3%；最終形成的NbTi/Cu單芯細(xì)線的尺寸為Φ1mm~Φ3mm，Ni鍍層厚度為5~10μm。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超低損耗NbTi超導(dǎo)線材的制備方法，其特征在于，步驟3）中，所述多孔銅管的外徑尺寸不超過100mm，多孔銅管表面粗糙度Ra＜3.2μm，多孔銅管總彎曲度不大于1mm/1000mm，多孔銅管孔隙數(shù)為1000~4000個(gè)，孔的大小為1mm~2mm。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超低損耗NbTi超導(dǎo)線材的制備方法，其特征在于，步驟4）中，當(dāng)所述NbTi/Cu二次復(fù)合棒尺寸為Φ70mm~Φ100mm時(shí)，采用輥模拉拔，每道次加工率不超過5%；當(dāng)所述NbTi/Cu二次復(fù)合棒尺寸小于Φ70mm時(shí)，采用常規(guī)模具冷拉拔，每道次加工率不超過15%，矯直過程中，每支NbTi/Cu二次復(fù)合棒總彎曲度不大于1mm/1000mm。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超低損耗NbTi超導(dǎo)線材的制備方法，其特征在于，步驟5）中，所述三次復(fù)合線的最終尺寸為Φ0.8mm，模具冷拉拔每道次加工率不超過20%，時(shí)效熱處理溫度為350℃～450℃，次數(shù)為3～5次，每次熱處理時(shí)間為20h～40h。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超低損耗NbTi超導(dǎo)線材的制備方法，其特征在于，步驟6）中，三次復(fù)合線的真空退火真空度小于1×10^-3Pa，退火溫度為700~800℃，退火時(shí)間為3~5h。