[发明专利]一种高载流Bi-2223多芯超导带材的制备方法

说明书

本发明公开了一种高载流Bi‑2223多芯超导带材的制备方法，该方法包括：一、将Bi‑2223粉末进行高温热处理得到装管前驱粉末；二、将Bi‑2212装管前驱粉末装入银套管的空隙中得到第一装管复合体；三、将第一装管复合体拉拔后装入银锰合金管中得到第二装管复合体；四、将第二装管复合体拉拔后得到多芯线材，然后将多芯线材进行平辊轧制，得到多芯带材；五、将多芯带材进行热处理，得到高载流的多芯Bi‑2223超导带材。该方法采用2～3个中心线重合的银管叠套而成的银套管作为粉末的包套管，通过增加单位体积内的银超界面面积，提高了Bi‑2212多芯超导带材的超导载流性能。

技术领域

本发明属于超导材料制备技术领域，具体涉及一种高载流Bi-2223多芯超导带材的制备方法。

背景技术

Bi2223(Bi₂Sr₂Ca₂Cu₃O_x)高温超导体是高温超导材料中最重要的分支，由于其容易加工及具有较高的载流性能，使其成为最具前途的高温超导材料之一。目前粉末装管法(PIT)和熔化法相结合的制备技术是制备高性能Bi系高温超导线带材的主流技术。该技术是将超导前驱粉末装入银管，通过拉拔、组装制备成多芯复合体，再加工到设计的线带材尺寸，然后进行热处理即可得到超导的线带材。

大量研究表明，Bi2223带材超导态的电流大部分沿着银超界面(金属银与超导粉末形成的界面)流通，究其原因是因为银超界面处的超导相晶粒大、织构度高，并且晶粒连接性较好。为了获得高载流的Bi2223带材，需要提高提高银超界面的晶粒连接性。目前改善Bi2223带材内部晶粒连接性最有效的办法是高压热处理，而高压热处理设备非常昂贵，且技术含量很高。以日本住友为代表的厂商均采用高压热处理用以改善晶粒连接性，从而提高带材的载流性能，而我国Bi2223带材受困于此，其载流性能与住友相差较大。因此希望通过其他工艺优化，比如导体结构优化，适当提高带材中的银超界面，从而一定程度上提高Bi2223带材的载流能力。

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，提供一种高载流Bi-2223多芯超导带材的制备方法。该方法采用2～3个中心线重合的银管叠套而成的银套管作为粉末的包套管，通过增加单位体积内的银超界面面积，改善了热处理后Bi-2223多芯超导带材内部的晶粒的连接性以及织构度，大幅提高了Bi-2223多芯超导带材的超导载流性能。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种高载流Bi-2223多芯超导带材的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤一、将采用改进共沉淀法或者喷雾热分解法制备的Bi-2223粉末进行高温烧结，得到Bi-2223装管前驱粉末；所述高温烧结的温度为810℃～824℃，时间为12h～32h；

步骤二、在充满高纯氧气气氛的手套箱中，采用振动台振动装管，将步骤一中得到的Bi-2223装管前驱粉末装入银套管的空隙中，得到第一装管复合体；所述高纯氧气的质量纯度不小于99.99％；所述银套管由2～3个中心线重合的银管叠套而成；

步骤三、将步骤二中得到的第一装管复合体进行第一拉拔，得到六方形线材，然后将六方形线材依次进行定尺、截断、矫直和清洗，再将多根清洗后的六方形线材装入银锰合金管中，得到第二装管复合体；

步骤四、将步骤三中得到的第二装管复合体进行第二拉拔和中间退火处理，得到多芯线材，然后将多芯线材进行平辊轧制，得到多芯带材；

步骤五、将步骤四中得到的多芯带材进行热处理，得到高载流的多芯Bi-2223超导带材；所述多芯Bi-2223超导带材在77K，自场条件下，临界电流密度为1.8×10⁴A/cm²～3.6×10⁴A/cm²。