[发明专利]一种单芯MgB2超导线/带材的制备方法

摘要

本发明公开了一种单芯MgB₂超导线/带材的制备方法，该方法为：一、制备混合粉末；二、将混合粉末高能球磨，得到前驱粉末；三、将前驱粉末装入复合金属管中，制得装管复合体；四、旋锻和拉拔处理得到单芯线材；五、真空烧结得到单芯MgB₂超导线材；或轧制成单芯带材后真空烧结，得到单芯MgB₂超导带材。本发明的方法中首先利用高温对粉末原料进行热处理，能够保证反应生成的TiB₂均匀地分布于晶界，有利于提高MgB₂超导线/带材的临界电流密度，再采用高能球磨进一步细化晶粒，有利于提高超导芯丝的致密度，强化MgB₂晶粒的连接性，同时晶粒细化形成的更多晶界能形成钉扎中心，进一步提高线/带材在高磁场下的临界电流密度。

主权项

一种单芯MgB₂超导线/带材的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤一、将镁粉、无定形硼粉和微米级Ti粉按照Mg∶Ti∶B＝(1‑x)：x∶4的原子比进行配料，混合均匀后压制成块材，将所述块材在氩气气氛保护下，于800℃～1000℃条件下热处理1h～2h，冷却后将所述块材破碎，再按照Mg∶Ti∶B＝(1‑x/2)∶x/2∶2的原子比向破碎后的块材中补足镁粉，研磨30min～60min后得到混合粉末，所述x的取值为0.02～0.30；步骤二、将步骤一中所述混合粉末置于高能球磨机中，在转速为800rpm～1200rpm的条件下将混合粉末高能球磨5h～20h，得到前驱粉末，所述高能球磨的球料比为(5～20)∶1；步骤三、将步骤二中所述前驱粉末装入酸洗处理后的Nb/Cu复合金属管中，制得装管复合体；所述Nb/Cu复合管由作为内阻隔层的铌管和作为外稳定层的铜管组成；步骤四、对步骤三中所述装管复合体进行旋锻和拉拔处理得到单芯线材；所述旋锻和拉拔处理的道次加工率为10％～30％；步骤五、将步骤四中所述单芯线材两端密封后置于真空炉中进行真空烧结，得到单芯MgB₂超导线材；或者将步骤四中所述单芯线材轧制成单芯带材，然后将所述单芯带材两端密封后置于真空炉中进行真空烧结，得到单芯MgB₂超导带材，所述轧制的道次压下率为10％～20％；所述真空烧结的过程为：在真空度为2×10^‑3Pa～7×10^‑3Pa条件下，以10℃/min～20℃/min的升温速率升温至600℃～700℃后保温0.5h～4h，然后随炉冷却至室温。