[发明专利]一种千米级MgB2超导线材的制备方法

权利要求书

1.一种千米级MgB₂超导线材的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤一、在氩气气氛保护条件下将无定形硼粉、镁粉和纳米TiC粉末按照Mg:B:TiC＝1:(2-x):x的原子数比进行配料，然后研磨混合均匀后得到前驱粉末；所述x的取值为0.02～0.10，所述纳米TiC粉末的原子数以Ti和C的总原子数计；

步骤二、将步骤一中所述前驱粉末装入经酸洗处理后的铌管中，再将装有前驱粉末的铌管装入经酸洗处理后的第一无氧铜管中，得到装管复合体，然后对所述装管复合体进行轧制，得到具有圆形截面的单芯线材(1)；所述圆形截面的直径为7mm～10mm，所述轧制的道次加工率为10％～20％；

步骤三、将步骤二中所述单芯线材(1)依次进行矫直、定尺和截断，对截断后的单芯线材(1)的两端进行密封，将密封后的单芯线材(1)进行酸洗和烘干；

步骤四、将6根步骤三中烘干后的单芯线材(1)和1根Nb/Cu复合棒(2)置于第二无氧铜管(3)中进行二次组装，得到二次复合体(5)，所述二次组装的具体过程为：将1根Nb/Cu复合棒(2)置于第二无氧铜管(3)的中心，将6根单芯线材(1)围绕1根Nb/Cu复合棒(2)排成圆环状结构装入第二无氧铜管(3)中；所述Nb/Cu复合棒(2)中Nb和Cu的质量比为1:(0.8～1.2)；

步骤五、将步骤四中所述二次复合体(5)在振动频率为10KHz～40KHz，振动幅值为5μm～30μm，拉拔速度为0.1m/s～0.6m/s的条件下进行超声波振动拉拔，得到直径为1.0mm～1.4mm，长度不低于1000m的多芯线材；所述超声波振动拉拔的道次加工率为5％～15％；

步骤六、将步骤五中所述多芯线材置于真空炉中，在真空度为2Pa～5Pa，升温速率为10℃/min～20℃/min的条件下对多芯线材进行热处理，然后在冷却速率为10℃/min～20℃/min的条件下将热处理后的多芯线材降温至室温，得到千米级MgB₂超导线材；所述热处理的温度为650℃～680℃，时间为0.5h～3h。

2.按照权利要求1所述的一种千米级MgB₂超导线材的制备方法，其特征在于，步骤一中所述无定形硼粉的质量纯度不小于99.99％，所述镁粉的质量纯度不小于99.8％，镁粉的粒度为-200目，所述纳米TiC粉末的质量纯度不小于99％。

3.按照权利要求1所述的一种千米级MgB₂超导线材的制备方法，其特征在于，步骤三中所述酸洗和烘干的具体过程为：将密封后的单芯线材(1)浸泡在质量浓度为8％～12％的稀硝酸中5min～15min后取出，用水冲洗单芯线材(1)内外表面去除残留的稀硝酸，然后将冲洗后的单芯线材(1)用无水乙醇脱水后烘干。

4.按照权利要求1所述的一种千米级MgB₂超导线材的制备方法，其特征在于，步骤四中对二次组装前的第二无氧铜管(3)进行酸洗和烘干，所述酸洗和烘干的具体过程为：将第二无氧铜管(3)浸泡在质量浓度为8％～12％的稀硝酸中5min～15min后取出，用水冲洗第二无氧铜管(3)内外表面去除残留的稀硝酸，然后将冲洗后的第二无氧铜管(3)用无水乙醇脱水后烘干。

5.按照权利要求1所述的一种千米级MgB₂超导线材的制备方法，其特征在于，步骤四中所述Nb/Cu复合棒(2)的直径与单芯线材(1)的直径相同。

6.按照权利要求1所述的一种千米级MgB₂超导线材的制备方法，其特征在于，步骤五中所述振动频率为10KHz～30KHz，振动幅值为5μm～25μm，拉拔速度为0.2m/s～0.4m/s。

7.按照权利要求6所述的一种千米级MgB₂超导线材的制备方法，其特征在于，所述振动频率为20KHz，振动幅值为20μm，拉拔速度为0.3m/s。