[发明专利]一种提高NbTi超导线材RRR值和屈服强度的方法

说明书

本发明属于超导材料加工技术领域，涉及一种提高NbTi超导线材RRR值和屈服强度的方法。根据线材裸线尺寸的要求确定嵌入式NbTi超导线材规格，根据铜超比和嵌入式NbTi超导线材规格制备NbTi/Cu超导圆线和U型铜槽线。由于复合结构的超导线材RRR值与铜槽线和圆线的热处理状态均相关，而屈服强度仅与铜槽线热处理状态相关，因此先将制备的NbTi/Cu超导圆线退火，退火前圆线需复绕至带孔铁线轮，再与U型铜槽线浸入锡槽完成镶嵌焊接，获得高RRR值嵌入式NbTi超导线材，再通过调整镶嵌焊接温度合理分配RRR值和屈服强度余量，从而获得高RRR值高屈服强度的MRI用NbTi超导线材。

技术领域

本发明属于超导材料加工技术领域，涉及NbTi超导线材的制备方法，具体涉及一种提高NbTi超导线材RRR值和屈服强度的方法。

背景技术

磁共振成像(MRI)是重要的现代医学影像诊疗手段，其核心和基础是NbTi超导线材，其中Wire in channel(WIC)超导线材因具有高铜超比、低的铜加工率等优点，使其加工成本低且制备的磁体运行稳定、安全，故成为制备磁共振成像系统(MRI)关键部件-超导磁体的主导材料。

在WIC超导线材中，在镶嵌用NbTi/Cu圆线的外部，心部及NbTi芯丝周围均包有铜，圆线外部还有铜槽线，这些铜在超导体中起着稳定作用。当超导体在使用过程中局部失超时会产生大量热量，而铜的高导热性还可以使产生的热量迅速向周围的液氦散失，从而使超导体温度重新降至临界温度以下，恢复超导态。

一般借助WIC线材中RRR值的大小评价其对超导体的稳定效果，RRR值越高，稳定性越好，RRR值即WIV线材中铜的室温电阻与低温电阻的比。此外，MRI磁体充电时，由于其高电流密度，超导线材还将承受很大的电磁力，因此MRI磁体要求超导线材具有高的屈服强度，防止MRI磁体在使用过程中超导线材发生断裂。目前市场中3T磁体用WIC线材需求量逐渐增大，由于Ic性能较高的原因，使客户对WIC线材的RRR值和屈服强度同时提出更高要求，但是两个性能相互制约。因此，研究同时提高MRI用NbTi超导线材RRR值和屈服强度对于获得更高磁场的MRI超导磁体至关重要。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种提高NbTi超导线材RRR值和屈服强度的方法，利用将NbTi/Cu超导圆线退火之后再和U型铜槽线进行无铅镶嵌焊接的方法，解决了传统嵌入式NbTi超导线材RRR值和屈服强度相互制约不能突破的问题。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种提高NbTi超导线材RRR值和屈服强度的方法，具体包括以下步骤：

1)根据线材裸线尺寸的要求确定嵌入式NbTi超导线材规格；

2)根据线材铜超比和嵌入式NbTi超导线材规格制备NbTi/Cu超导圆线和U型铜槽线；

3)将步骤2)制备的NbTi/Cu超导圆线进行退火；

4)将步骤2)制备的U型铜槽线和未退火的NbTi/Cu超导圆线浸入锡槽，选择合适的镶嵌焊接温度进行镶嵌焊接得到NbTi-1超导线材，并完成对NbTi-1超导线材的RRR值和屈服强度的测试；

5)将步骤2)制备的U型铜槽线和退火后的NbTi/Cu超导圆线浸入锡槽，选择合适的镶嵌焊接温度进行镶嵌焊接得到NbTi-2超导线材，并完成对NbTi-2超导线材的RRR值和屈服强度的测试；

6)将步骤2)制备的U型铜槽线和退火后的圆线浸入锡槽，调整镶嵌焊接温度合理分配RRR值和屈服强度余量，并进行无铅镶嵌焊接，获得高RRR值和高屈服强度的NbTi超导线材。

进一步地，步骤2)中线材的铜超比为5～7。

进一步地，步骤2)中NbTi/Cu超导圆线的铜超比为1～2，直径为0.5～2mm。