[发明专利]一种Bi-2223高温超导带材的热处理方法

说明书

本发明公开了一种Bi‑2223高温超导带材的热处理方法，该方法包括：一、采用粉末装管法结合旋锻、拉拔和轧制得到Bi‑2223多芯带材；二、将Bi‑2223多芯带材截断后放于烧结炉中并与超声波发生器相连；三、开启烧结炉后再开启超声波发生器进行超声热处理，继续进行常规烧结，得到Bi‑2223高温超导带材。本发明通过在热处理过程中加载超声波，提高各金属离子的扩散速率，进而提高了Bi‑2223相的生成速率，结合后续常规烧结，实现Bi‑2223相的织构化生长，得到第二相颗粒尺寸小、载流性能高的Bi‑2223高温超导带材，解决了传统热处理工艺中Bi‑2223生成速率慢以及存在大尺寸第二相颗粒的问题。

技术领域

本发明属于高温超导材料技术领域，具体涉及一种Bi-2223高温超导带材的热处理方法。

背景技术

(Bi,Pb)₂Sr₂Ca₂Cu₃O_x(Bi-2223)带材在77K自场条件下具有优异的载流性能，是目前制备技术最为成熟的高温超导材料，在包括电流引线、超导电机、超导磁体、超导电缆等方面已经进行了许多示范性应用。但是，由于Bi-2223带材在烧结过程中，其超导芯丝中的Bi-2212相和(Ca,Sr)₂CuO₃、CuO等需要经过一个固态相变，才能生成Bi-2223相，因此，存在烧结速度较慢，超导相成分不均匀等问题，严重影响带材制备效率和带材的载流性能。目前主流的Bi-2223带材烧结工艺为高压热处理，该工艺过程可以获得较高的芯丝密度，进而提高带材的晶间连接性。但是该工艺仍不能解决Bi-2223带材烧结速度慢的问题，带材中往往还存在较高的第二相，对性能仍有一定的影响。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种Bi-2223高温超导带材的热处理方法。该方法通过在热处理过程中加载超声波，提高Bi-2223相生成过程中各金属离子的扩散速率，进而提高了Bi-2223相的生成速率，并抑制减少了第二相颗粒的异常长大，得到化学组分均匀、第二相颗粒尺寸小、载流性能高的Bi-2223高温超导带材，解决了传统热处理工艺中Bi-2223生成速率慢以及存在大尺寸第二相颗粒的问题。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种Bi-2223高温超导带材的热处理方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤一、采用粉末装管法，先将Bi-2223前驱体粉末装入银管中，经过旋锻、拉拔加工工艺得到单芯带材，然后将多根单芯线组装后装入银合金管中，经过旋锻、拉拔和轧制得到Bi-2223多芯带材；所述Bi-2223前驱体粉末的化学组分中Bi、Pb、Sr、Ca、Cu的原子比为1.6～1.8：0.3～0.4：1.9～2.1：1.9～2.2：2.9～3.2；

步骤二：将步骤一中得到的Bi-2223多芯带材截断后得到待热处理Bi-2223多芯带材，将待热处理Bi-2223多芯带材放置于烧结炉中，且一端的表面与超声引线焊接，将超声引线与超声波发生器相连并固定；

步骤三、开启烧结炉，待烧结炉内的温度升高后开启超声波发生器，对待热处理Bi-2223多芯带材进行边超声边烧结的超声热处理，然后关闭超声波发生器，继续进行常规烧结，得到Bi-2223高温超导带材。

本发明先采用粉末装管法制备Bi-2223多芯带材，然后将其加工成待热处理Bi-2223多芯带材放置于烧结炉中且一端与超声波发生器相连，在对待热处理Bi-2223多芯带材热处理的过程中加载超声波进行超声，再停止超声进行常规烧结，通过控制超声波提高了Bi-2223相生成过程中各金属离子的扩散速率，从而提高了Bi-2223相的生成速率，有利于提高Bi-2223高温超导带材的制备效率，同时还提高了Bi-2223相成分均匀性，有效抑制并减小了其他第二相颗粒的异常张大，且后续停止超声进行常规烧结，保证了Bi-2223晶粒的正常生长，从而获得具有较高晶间连接性的Bi-2223高温超导带材，提高了Bi-2223高温超导带材的载流性能。