[发明专利]一种MgB2

说明书

本发明公开了一种MgB₂超导线材的制备方法，首先将镁棒置于蒸发镀膜仪内，采用蒸镀工艺将金属活化剂镀覆在镁棒表面，得到蒸镀镁棒；然后将蒸镀镁棒置于管式炉中进行热处理，得到预处理镁棒；再将预处理镁棒固定于金属管的中心位置，将硼粉填充到镁棒和金属管的缝隙中，获得装管复合体；再将装管复合体两端封闭后进行旋锻、拉拔成粗制线材；最后将粗制线材烧结，得到MgB₂超导线材。本发明还公开了上述制备方法制备的MgB₂超导线材。本发明制备方法可以促进镁‑硼反应，改善烧结性能，同时引入磁通钉扎中心，提高MgB₂的载流能力；本发明制得的MgB₂线材组织成分均匀，晶粒细小，传输性能好。

技术领域

本发明涉及超导材料加工领域，具体涉及一种MgB₂超导线材及其制备方法。

背景技术

自2001年，MgB₂的超导电性被发现以来，MgB₂因其结构简单、成本低廉、具有较长的相干长度、不存在晶界弱连接问题、在液氢温区就能实现应用等优势，在核磁共振成像仪和超导储能系统等领域具有广泛的应用前景。其中，利用MgB₂超导长线绕制磁体在核磁共振成像仪中的成功应用，为MgB₂超导线的应用指明了方向。高性能MgB₂超导线带材和成熟的长线材加工技术成为各国研究者竞相追逐的目标。

随着线材制备技术的不断发展，目前先位(ex-situ)、原位(in-situ)和中心镁扩散法(IMD法)等技术均可有效制备MgB₂线材。Ex-situ法和in-situ 法所制备的MgB₂线材因超导相填充因子和晶粒连接性低，其临界电流密度普遍较低。近年来，IMD法受到广泛关注。但采用IMD法制备线材过程中存在镁扩散速度慢、硼粉烧结活性低的问题，限制了线材传输性能的充分发挥。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中制得的MgB₂线材存在线材传输性能差的缺陷，从而提供一种活化烧结中心镁扩散法制备 MgB₂超导线材的方法及其该方法制备出的MgB₂超导线材。

本发明采用如下技术方案：

本发明提供一种MgB₂超导线材的制备方法，包括如下步骤：

S1：在真空环境下，在镁棒表面蒸镀金属活化剂，得到蒸镀镁棒；

S2：在保护气氛下，对所述蒸镀镁棒进行热处理，得到预处理镁棒；

S3：将所述预处理镁棒固定于金属管的中心位置，并将硼粉填充至所述预处理镁棒与金属管的缝隙中，制得装管复合体；

S4：将所述装管复合体的两端封闭后，依次进行旋锻、拉拔成粗制线材；

S5：在保护气氛下，对所述粗制线材进行烧结，制得MgB₂超导线材。

优选地，包括如下步骤：

S1：将镁棒依次进行打磨、清洁、晾干后置于蒸发镀膜仪内，抽真空，采用蒸镀工艺将金属活化剂均匀镀覆在镁棒表面，得到蒸镀镁棒；

S2：将所述蒸镀镁棒置于管式炉中在保护气氛下进行热处理，在所述蒸镀镁棒的表面原位生成低共熔合金层，得到预处理镁棒；

S3：将预处理镁棒固定于清洗过后的金属管的中心位置，将硼粉填充至镁棒和金属管的缝隙中，制得装管复合体；

S4：将所述装管复合体两端封闭后依次进行旋锻、拉拔成粗制线材；

S5：将所述粗制线材在保护气氛下进行烧结，得到MgB₂超导线材。