[发明专利]一种多芯MgB2超导线材的制备方法

权利要求书

1.一种多芯MgB₂超导线材的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤一、将镁粉、无定形硼粉和钠米TiC粉末按照Mg∶B∶TiC＝1∶(2-x)∶x的原子比进行混合，然后将混合物在氩气保护下研磨混合均匀，得到前驱粉末；所述x的取值为0.02～0.10；

步骤二、将步骤一中所述前驱粉末装入酸洗处理后的Ta管中，然后将装有前驱粉末的Ta管装入酸洗处理后的无氧铜管中，制得装管复合体；

步骤三、对步骤二中所述装管复合体进行孔型轧制，得到具有圆形截面的单芯线材(1)，对单芯线材(1)依次进行定尺、截断和酸洗；所述孔型轧制的道次加工率为10％～20％；

步骤四、将NbTi/Cu复合棒(2)与6根或12根步骤三中酸洗后的单芯线材(1)置于酸洗处理后的无氧铜管(3)中进行二次组装得到二次复合棒；所述NbTi/Cu复合棒(2)由作为外层材料的无氧铜和作为内层材料的铌钛合金组成，所述无氧铜和铌钛合金的质量比为1∶0.8～1.2，所述无氧铜的剩余电阻率不小于80，所述铌钛合金中铌的质量百分含量为45％～55％，余量为钛；所述二次组装过程中酸洗后的NbTi/Cu复合棒(2)置于酸洗处理后的无氧铜管(3)中心，酸洗后的单芯线材(1)沿圆周方向围绕酸洗后的NbTi/Cu复合棒(2)排列成圆环状结构装入酸洗处理后的无氧铜管(3)中；当所述单芯线材(1)的数量为6根时，所述NbTi/Cu复合棒(2)的尺寸与单芯线材(1)的尺寸相同；当所述单芯线材(1)的数量为12根时，所述NbTi/Cu复合棒(2)的直径为单芯线材(1)直径的3倍；

步骤五、以10％～20％的道次加工率对步骤四中所述二次复合棒进行3～5道次的旋锻和拉拔加工，然后以10％～15％的道次加工率对经旋锻和拉拔加工后的二次复合棒进行10～15道次的孔型轧制，最后以10％～15％的道次加工率对经孔型轧制后的二次复合棒进行旋锻和拉拔加工，得到直径为0.8mm～1.5mm的多芯线材；

步骤六、将步骤五中所述多芯线材两端密封后置于管式炉中进行热处理，得到多芯MgB₂超导线材；所述热处理的过程为：以300mL/min～500mL/min的速率向管式炉中通入氩气，待氩气通入1h～2h后，以10℃/min～20℃/min的升温速率将炉内温度升至650℃～850℃后保温0.5h～3h，然后以10℃/min～20℃/min的降温速率将炉内温度冷却至室温。

2.根据权利要求1所述的一种多芯MgB₂超导线材的制备方法，其特征在于，步骤一中所述镁粉的质量纯度为99.8％，镁粉的粒度为-200目，所述无定形硼粉的质量纯度为99.999％，所述纳米TiC粉末的质量纯度为99％。

3.根据权利要求1所述的一种多芯MgB₂超导线材的制备方法，其特征在于，步骤二中所述Ta管的外径为10mm～12mm，壁厚为1.0mm～1.5mm，Ta管中Ta的质量含量不小于99.9％。

4.根据权利要求1所述的一种多芯MgB₂超导线材的制备方法，其特征在于，步骤二中所述无氧铜管的外径为12.5mm～15.5mm，壁厚为1.0mm～1.5mm，所述无氧铜管的剩余电阻率不小于80。

5.根据权利要求1所述的一种多芯MgB₂超导线材的制备方法，其特征在于，步骤三中所述单芯线材(1)的直径为3mm～8mm。

6.根据权利要求1所述的一种多芯MgB₂超导线材的制备方法，其特征在于，步骤三中所述单芯线材(1)的酸洗过程为：将单芯线材(1)两端密封保护后置于质量浓度为10％～15％的硝酸中浸泡5min～8min，然后用水冲去单芯线材(1)表面残留酸液，再用无水乙醇脱水，最后在50℃～60℃条件下烘干。

7.根据权利要求1所述的一种多芯MgB₂超导线材的制备方法，其特征在于，步骤四中所述无氧铜管(3)的剩余电阻率不小于80，无氧铜管(3)的外径为19mm～31mm，壁厚为1.5mm～3mm。