[发明专利]一种MgB

说明书

本发明公开了一种MgB₂多芯超导线/带材的制备方法，在Mg粉和B粉中加入一定量的Mg(BH₄)₂，并对粉末进行预处理，而后制备Cu/Nb/MgB₂单芯棒和Monel/Cu中心棒，并组装成“n+m”芯复合包套，其中n为Cu/Nb/MgB₂单芯棒的数量、m为Monel/Cu中心棒的数量；再经过旋锻、拉拔、孔型轧制和平扎的方式加工成线/带材，最后热处理，得到MgB₂多芯超导线/带材。本发明方法制备的线/带材较未掺入Mg(BH₄)₂的前驱体粉末制备的线材，临界电流密度提升了42.31％，具有更加优异超导性能，有广泛的应用前景。

技术领域

本发明属于超导线/带材制备技术领域，具体涉及一种MgB₂多芯超导线 /带材的制备方法。

背景技术

MgB₂超导材料因具有较高的超导转变温度(39K)、无晶粒弱连接、加工容易且成本低廉等优点，目前被认为是最适用于制冷机工作温度下医疗核磁共振成像仪(MRI)用超导磁体的材料。

粉末装管法是目前制备MgB₂超导线/带材的主要方法，根据前驱体的不同，又分为原位装管法(in-situ PIT)和先位装管法(ex-situ PIT)。In-situ法是采用Mg粉和B粉的混合粉末作为前驱体粉末，将其装入金属复合管中，加工成线/带材后进行热处理，在此过程中熔融态Mg向B扩散反应得到 MgB₂，从而获得具有优异晶粒连接性的MgB₂超导线/带材；Ex-situ法则选用已成相的MgB₂粉末作为前驱体，装管后加工成线/带材，最后采用高温热处理弥合MgB₂晶粒间的裂纹，提升其超导性能。

相较于ex-situ法制备的线材内部晶粒连接性较差、超导性能较低的缺点，in-situ法得到的线材则具有较高的临界电流，更能满足实际应用。但由于市场现有Mg粉颗粒粗大，导致加工多芯及长线的过程中存在Mg粉堆积致使包套破裂的问题产生；且粗大的Mg粉在热处理后熔化并向B扩散，导致线材中存在较大的孔洞，从而使得线材的填充率变低，连接性变差，损害其超导性能；除此之外，粗大的Mg粉热处理后获得晶粒尺寸较大的MgB₂，而MgB₂超导材料主要通过晶界钉扎来提升超导性能，粗大的MgB₂晶粒会降低有效的钉扎中心，导致其在外界磁场下，临界电流衰减很快。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于为克服上述in-situ法制备MgB₂超导线 /带材的不足，通过在Mg粉和B粉中加入一定量的Mg(BH₄)₂，并对粉末进行预处理，而后作为前驱体粉末制备MgB₂多芯超导线/带材，获得具有优异超导性能的MgB₂超导线/带材。

本发明采用的技术方案为，一种MgB₂多芯超导线/带材的制备方法，具体包括以下步骤：

步骤1，将Mg(BH₄)₂、Mg和B粉按照Mg(BH₄)₂与Mg粉的质量比为 19:100、Mg粉与B粉原子比为1:2的比例进行混合，研磨后进行热处理，得到前驱体粉末；

步骤2，在手套箱中将前驱体粉末装入Nb管中，而后将Nb管装入Cu 管中，通过旋锻或拉拔将其加工成Cu/Nb/MgB₂单芯棒；

步骤3，将Cu棒放入Monel管中，通过旋锻或拉拔将其加工成Monel/Cu 中心棒；