[发明专利]一种千米级多芯MgB2

说明书

本发明属于超导线材制备技术领域，涉及一种千米级多芯MgB₂超导线材的制备方法，包括：将Mg粉和B粉按照1:2的原子比进行混合，研磨得到前驱体粉末；将前驱体粉末装入Cu/Nb管中组装成Cu/Nb/MgB₂单芯棒，通过旋锻将Cu/Nb/MgB₂单芯棒加工至与Cu中心棒相同的尺寸；将尺寸相同的Cu/Nb/MgB₂单芯棒和Cu中心棒依次进行定尺、截断，放入Monel管中组装成多芯复合包套；将多芯复合包套通过旋锻加工获得成品线材；将成品线材进行热处理，得到MgB₂多芯超导线材。该方法通过旋锻加工方式改善线材中的形变缺陷，减少断芯或断线现象，制备出性能均匀、满足实际需求的千米级MgB₂超导线材。

技术领域

本发明属于超导线材制备技术领域，涉及一种千米级多芯MgB₂超导线材的制备方法。

背景技术

自2001年日本科学家报道二元金属间化合物-二硼化镁(MgB₂)的超导特性以来，因其具有39K的超导转变温度、较长的相干长度且原材料成本低廉等优点，被认为在制冷机工作温度(15～25K)下医疗核磁共振成像仪(MRI)用超导磁体的应用上有着巨大的潜力。MgB₂超导线材通常采用粉末装管法(PIT)进行制备，该方法是将前驱体粉末装入金属管中，拉伸成线材后进行成相热处理得到的。MRI用超导磁体所需MgB₂超导线材长度一般为千米级甚至更长，为满足实际需求、推动MgB₂超导线材的实用化进程，制备性能均匀的千米级MgB₂线材势在必行。

粉末中的颗粒之间是非连续存在的个体，因此其具有与金属材料截然不同的加工性能。传统制备过程中采用拉伸制备MgB₂线材时，粉末的变形是通过金属包套与粉末之间的切向摩擦力作用进行的，这一方面会导致粉末变形不均匀，出现竹节状结构缺陷；另一方面会使得金属包套被粉末摩擦挤压破损，降低线材的输运性能；类似缺陷的积累将影响线材性能的均匀性，严重时产生断线现象，这种情况在制备千米级MgB₂多芯线材过程中更加严重，导致线材长度受到限制，遏制了MgB₂线材的实用化发展进程。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种千米级多芯MgB₂超导线材的制备方法，以克服传统拉伸加工方式导致的MgB₂线材性能不均匀及断线的现象。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

这种千米级多芯MgB₂超导线材的制备方法，具体包括以下步骤：

1)将Mg粉和B粉按照1:2的原子比进行混合，研磨得到前驱体粉末；

2)将所述前驱体粉末装入Cu/Nb管中组装成Cu/Nb/MgB₂单芯棒，通过旋锻将Cu/Nb/MgB₂单芯棒加工至与Cu中心棒相同的尺寸；

3)将尺寸相同的Cu/Nb/MgB₂单芯棒和Cu中心棒依次进行定尺、截断，放入Monel管中组装成多芯复合包套；

4)将所述多芯复合包套通过旋锻加工获得成品线材；

5)将所述成品线材进行热处理，得到MgB₂多芯超导线材。

进一步，步骤2)中，所述Cu/Nb/MgB₂单芯棒、Cu中心棒的直径均为Φ2.5mm～Φ6.0mm。

进一步，步骤3)中，所述Cu/Nb/MgB₂单芯棒的数量为18～48根，Cu中心棒的数量为1～7根。