[發明專利]一種內錫法鈮三錫前軀體線材的制造方法

在審

• 申請號: 202310032738.5
• 申請日: 2023-01-10
• 公開（公告）號: CN115938678A
• 公開（公告）日: 2023-04-07
• 發明（設計）人: 王禺帆
• 申請（專利權）人: 合肥夸夫超導科技有限公司
• 主分類號: H01B12/02
• 分類號: H01B12/02;H01B12/10;H01B13/00
• 代理公司: 福州君誠知識產權代理有限公司 35211
• 代理人: 戴雨君

本發明屬于超導材料加工技術領域，具體涉及內錫法鈮三錫前軀體線材的制造方法，通過在Nbsubgt;3/subgt;Sn最終坯料的阻隔層與亞組元之間增加一層無氧銅箔，在減小亞組元外側銅層厚度提高Nb元素占比時，有效地降低了最終坯料拉伸加工時亞組元內部的Nb芯絲與Ta阻隔層接觸的風險，而且無氧銅箔能夠改善其外側的Ta阻隔層的形變，降低阻隔層拉伸過程中破裂的風險。

技術領域

本發明屬于超導材料加工技術領域，具體涉及一種內錫法鈮三錫前軀體線材的制造方法。

背景技術

內錫法Nb₃Sn超導線材制備過程通常是將無氧銅錠沿長度方向鉆若干通孔，通孔內插入Nb棒，兩端加銅蓋封焊，擠壓定尺截斷得到CuNb復合棒，對CuNb復合棒進行深孔鉆，然后將Sn棒插入CuNb復合棒的中心鉆孔中，加工成六方、異形、扇形的Cu-Nb-Sn亞組元，按照最密排布裝入包含阻隔層的無氧銅管中構成Nb₃Sn前驅體線材最終坯料，然后對最終坯料進行拉拔和輥軋，將Nb₃Sn超導線材加工至所需直徑，最后對線材進行熱處理，讓各Cu-Nb-Sn亞組元中心的Sn元素與亞組元內Nb芯絲反應生成Nb₃Sn超導相。加工過程中，為了提高Nb₃Sn超導線材中超導相的比例，通常會對CuNb復合棒進行扒皮處理，以盡可能減少亞組元之間的Cu層的厚度，提高亞組元中Nb的比例，進而增強Nb₃Sn超導線材的載流能力。然而，由于異形、扇形亞組元分布于六方亞組元外側，由于自身形狀不規則以及拉拔加工過程中產生的變形相較內部亞組元更大，導致亞組元中的Nb芯絲與阻隔層有接觸的風險，更嚴重地將導致阻隔層的破損失效，降低了Nb₃Sn超導線材的載流能力以及RRR值。

發明內容

本發明的目的是克服現有技術的缺陷，提供一種內錫法Nb₃Sn前軀體線材的制造方法。

本發明的一種內錫法Nb₃Sn前軀體線材的制造方法，包括如下步驟：

步驟一：?將多芯的CuNb復合棒中心進行深孔鉆得到CuNb復合管，將清潔后的Sn棒插入CuNb復合管中，拉伸成型得到Cu-Nb-Sn亞組元；

步驟二：將無氧銅箔沿其寬度方向卷成端部搭接的管狀；

步驟三：將步驟一得到的Cu-Nb-Sn亞組元、步驟二卷成管狀的的無氧銅箔及阻隔層清潔后按照從里到外的順序裝配，然后將其集束裝入清洗后的無氧銅管中得到Nb₃Sn最終坯料，所述阻隔層選用純的金屬Ta材，所述無氧銅箔被置于所述阻隔層與所述亞組元之間并整體覆蓋于所述阻隔層的內側，然后進行多次拉伸，即可制得成品Nb₃Sn前軀體線材。

進一步的，所述阻隔層由純的金屬Ta板或Ta箔卷繞而成。

進一步的，所述無氧銅箔端部插入到Ta板或Ta箔卷繞的搭接縫處。

進一步的，所述無氧銅箔厚度為0.01-0.5mm。

進一步的，采用Sn-Ti合金棒代替所述Sn棒，所述Sn-Ti合金棒中的Ti含量為1~3wt.%，即Sn-(1~3)?wt.%?Ti合金棒。

進一步的，所述Cu-Nb-Sn亞組元呈六方形、異形或扇形。

本發明還提供一種內錫法Nb₃Sn前軀體線材，應用所述的一種內錫法Nb₃Sn前軀體線材的制造方法制得。