[发明专利]一种多芯MgB2/Fe/Cu超导线材的制备方法

权利要求书

1.一种多芯MgB₂/Fe/Cu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、无定形硼粉和亚微米级TiC粉末按照Mg∶B∶TiC=1∶（2-x）∶x的原子比混合均匀得到混合物；然后将所述混合物压制成块材，将所述块材在氩气与氢气的混合气氛保护下，于850℃～950℃条件下热处理1h～3h，待热处理后的块材冷却后依次经破碎、球磨和筛分，得到过筛粉末；最后向所述过筛粉末中加入质量为过筛粉末质量的8%～15%的镁粉和硼粉的混合粉末，混合均匀制得前驱粉末；所述x的取值为0.04～0.08；所述镁粉和硼粉的混合粉末中镁粉和硼粉的原子比1∶1；

步骤二、将步骤一中所述前驱粉末装入常规酸洗处理后的纯铁管中，然后将装有前驱粉末的纯铁管装入常规酸洗处理后的第一无氧铜管中，制得装管复合体；

步骤三、对步骤二中所述装管复合体进行旋锻和拉拔处理得到单芯线材（1），对单芯线材（1）依次进行定尺、截断和常规酸洗；所述旋锻和拉拔处理的道次加工率为10%～15%；

步骤四、对铜铌复合棒（2）依次进行定尺、截断和常规酸洗；然后将酸洗后的铜铌复合棒（2）与六根步骤三中酸洗后的单芯线材（1）置于常规酸洗处理后的第二无氧铜管（3）中进行二次组装得到二次复合棒；再对二次复合棒进行旋锻拉拔和孔型轧制相结合的加工处理，得到直径为1.5mm～2.0mm的多芯MgB₂/Fe/Cu线材；所述二次组装过程中酸洗后的铜铌复合棒（2）置于酸洗处理后的第二无氧铜管（3）中心，酸洗后的单芯线材（1）沿圆周方向围绕酸洗后的铜铌复合棒（2）排列成圆环状结构装入酸洗处理后的第二无氧铜管（3）中；所述酸洗后的单芯线材（1）、酸洗后的铜铌复合棒（2）和酸洗处理后的第二无氧铜管（3）的长度均相同；

步骤五、将步骤四中所述多芯MgB₂/Fe/Cu线材两端密封后置于真空炉中进行真空烧结，得到多芯MgB₂/Fe/Cu超导线材；所述真空烧结的过程为：在压强为2Pa～5Pa的条件下，以10℃/min～20℃/min的升温速率将炉内温度升至800℃～900℃后保温1h～2h，然后以10℃/min～30℃/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/Fe/Cu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%，镁粉的粒度为-325目，所述无定形硼粉的质量纯度为99%以上，所述亚微米级TiC粉末的质量纯度为99%，亚微米级TiC粉末的粒度不大于1μm。

3.根据权利要求1所述的一种多芯MgB₂/Fe/Cu超导线材的制备方法，其特征在于，步骤一中所述氩气与氢气的混合气氛中氩气的体积百分含量为90%～95%，余量为氢气。

4.根据权利要求1所述的一种多芯MgB₂/Fe/Cu超导线材的制备方法，其特征在于，步骤一中所述破碎、球磨和筛分的过程为：首先采用玛瑙研钵将块材手工破碎20min～30min；然后将破碎后的块材放入玛瑙罐中，按照破碎后的块材与玛瑙球的质量比1∶10～15的比例放入玛瑙球，以400rpm～500rpm的转速球磨1h～3h；最后将球磨后的粉末放入200目～325目的滤筛中进行筛分，保留过筛粉末，去除筛上部分。

5.根据权利要求1所述的一种多芯MgB₂/Fe/Cu超导线材的制备方法，其特征在于，步骤二中所述纯铁管中铁的质量纯度不小于99.9%，所述第一无氧铜管的剩余电阻率不小于100。

6.根据权利要求1所述的一种多芯MgB₂/Fe/Cu超导线材的制备方法，其特征在于，步骤四中所述单芯线材（1）的截面为边长为3mm～4mm的正六边形或直径为6mm～8mm的圆形，所述铜铌复合棒（2）的尺寸与单芯线材（1）的尺寸相同。

7.根据权利要求1所述的一种多芯MgB₂/Fe/Cu超导线材的制备方法，其特征在于，步骤四中所述第二无氧铜管（3）的剩余电阻率不小于100，第二无氧铜管（3）的外径为25mm～32mm，壁厚为3mm～4mm。