[发明专利]一种Nb3

说明书

本发明属于超导材料加工技术领域，涉及一种Nb₃Sn前驱体线材的制备方法，包括：制备铜锭；在铜锭的中心钻第二通孔；将清洗干净的Nb棒插入铜锭的第一通孔中；将清洗干净的Sn合金棒插入铜锭的第二通孔中，两端加上铜盖并用电子束焊封，得到Cu/Nb‑Sn多芯包套；将Cu/Nb‑Sn多芯包套进行静液挤压，将挤压得到的坯料拉拔后定尺切断得到Cu/Nb‑Sn亚组元；将Cu/Nb‑Sn亚组元集束装入清洗后的无氧铜管中，得到Nb₃Sn最终坯料；将Nb₃Sn最终坯料进行多次拉伸，得到Nb₃Sn前驱体超导线材。该方法制备的Nb₃Sn线材，在不改变线材结构的情况下，其各项性能指标与常规方法制得线材的各项性能指标相当。

技术领域

本发明属于超导材料加工技术领域，涉及一种Nb₃Sn前驱体线材的制备方法。

背景技术

铌三锡(Nb₃Sn)低温超导材料是目前10T以上高场超导磁体应用最主要的材料之一，已在高能粒子加速器、核磁共振谱仪(NMR)、以及磁约束核聚变(ITER)等较多领域有广泛的应用。目前国内外常用的 Nb₃Sn超导线材制备方法主要分为内锡法和青铜法两种。而前者由于能提供足够的Sn源，加工周期短，制造成本低，同时所制备出的超导线材临界电流密度较高，在高磁场下能承载更大的临界磁场，因此，该方法制备的线材是目前高场用超导磁体的主要选择。

目前国际上普遍的内锡法Nb₃Sn线材制备主要采用三次复合的方法，即：第一次复合是将Nb棒与铜管复合成单芯棒；第二次复合是通过热等静压和热挤压方法，将若干根Cu-Nb单芯棒复合，制作成多芯复合棒。随后将多芯复合棒中心钻孔，并插入锡棒；随后经过拉拔加工成 Cu/Nb-Sn亚组元；第三次复合是将若干根Cu/Nb-Sn亚组元装入Cu管中，然后通过拉拔、轧制等冷加工方法，制作成成品的Nb₃Sn前驱体超导线材。由此可见，这种三次复合的加工方法，不仅制作周期较长，工艺流程复杂，造成超导线材成本较高。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种Nb₃Sn前驱体线材的制备方法，采用该方法制备的内锡法Nb₃Sn线材，在不改变 Nb₃Sn线材结构的情况下，其各项性能指标与常规方法制得的线材的各项性能指标相当；本发明提供的技术方案，线材制作周期节省降低一半，线材成本降低25％。

为了实现上述目的，本发明提供的技术方案包括以下内容：

一种Nb₃Sn前驱体线材的制备方法，具体包括以下步骤：

1)制备铜锭，且铜锭上均匀分布有多个第一通孔；

2)在铜锭的中心钻第二通孔；

3)将清洗干净的Nb棒插入铜锭的第一通孔中；

4)将清洗干净的Sn合金棒插入铜锭的第二通孔中，两端加上铜盖并用电子束焊封，得到Cu/Nb-Sn多芯包套；

5)将Cu/Nb-Sn多芯包套进行室温静液挤压，将挤压得到的坯料拉拔后定尺切断得到Cu/Nb-Sn亚组元；

6)将Cu/Nb-Sn亚组元集束装入清洗后的无氧铜管中，得到Nb₃Sn 最终坯料；

7)将Nb₃Sn最终坯料进行多次拉伸，得到Nb₃Sn前驱体超导线材。

进一步地，所述步骤1)制备多孔铜锭，具体包括如下步骤：

1.1)选取无氧铜锭作为坯锭；

1.2)采用深孔钻沿坯锭的圆周方向钻多层均匀分布的若干第一通孔，得到多孔铜锭。