[发明专利]一种Bi-2212多芯超导线材的制备方法

说明书

本发明公开了一种Bi‑2212多芯超导线材的制备方法，该方法包括：一、将Bi₂O₃、CuO、CaCO₃和SrCO₃制成金属盐溶液；二、将金属盐溶液雾化得金属盐溶液雾滴，经加热分解收集得喷雾分解原料粉；三、将喷雾分解原料粉成相热处理得装管前驱体粉末；四、将装管前驱体粉末装管后经旋锻拉拔、二次复合、三次复合和旋锻拉拔得到多芯线材；五、将多芯线材热处理后得Bi‑2212多芯超导线材。本发明将原料制成金属盐溶液后制成喷雾分解原料粉，再经成相热处理得装管前驱体粉末，改善了喷雾分解原料粉的组分均匀性和粒度分布，提高了装管前驱体粉末的质量，进而提高了Bi‑2212多芯超导线材的载流性能和稳定性能。

技术领域

本发明属于高温超导线材制备技术领域，具体涉及一种Bi-2212多芯超导线材的制备方法。

背景技术

Bi₂Sr₂CaCu₂O_x(简称Bi2212)高温超导体是高温超导材料中最重要的分支之一，是唯一可以加工成各向同性的圆线，且具有较高载流性能的高温超导体，该材料可以取代低温超导体用于制备大电流缆线或绕制内插磁体以制备超高磁场磁体。由于Bi-2212超导材料在高场磁体系统中具有不可替代的优势，美、日等发达国家对该材料的研究非常难重视。

高性能Bi-2212多芯线材的制备是实用化的前提，而高质量的前驱粉是制备高性能Bi-2212多芯线材的基础。合适的化学计量比、均匀细小的粉末粒度以及符合要求的相成份等粉末特性参数是高质量前驱粉必须满足的条件。

2015年以前，欧洲Nexans公司作为唯一的Bi-2212粉末销售商，一直采用融化工艺制备Bi-2212前驱粉末，近两年来由于各种原因，Nexans公司已经停止了Bi-2212前驱粉末的制备和销售。当前，尝试制备Bi-2212前驱粉末的公司主要有美国的nGimat和Metamaterial公司，nGimat采用纳米雾化煅烧技术制备Bi-2212前驱粉末；Metamaterial公司选用共沉淀制备Bi-2212前驱粉末。nGimat公司采用的制粉技术制备效率较低，且过程控制复杂，而Metamaterial公司采用的共沉淀法容易造成粉末中原子配比偏离，且多次成相热处理容易引入杂质。

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Bi-2212多芯超导线材的制备方法。该方法先将原料制成金属盐溶液后采用喷雾热分解法得到喷雾分解原料粉，再经成相热处理得到装管前驱体粉末，明显改善了喷雾分解原料粉的组分均匀性、粒度分布并提高其活性，提高了装管前驱体粉末的质量，进而提高了Bi-2212多芯超导线材的载流性能和稳定性能。

本发明采用喷雾热分解法将原料的金属盐溶液制备得到喷雾分解原料粉，由于金属盐溶液中各原料组分的均匀性较高，因此喷雾分解原料粉的组分均匀性及粒度分布得到明显改善，且原始活性较高，提高了装管前驱体粉末的质量，进而提高了Bi-2212多芯超导线材的载流性能和稳定性能。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种Bi-2212多芯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Bi₂O₃、CuO、CaCO₃和SrCO₃按照Bi:Sr:Ca:Cu＝2:2:1:2的原子比加入到酸液中并混合均匀，得到金属盐溶液；

步骤二、将步骤一中得到的金属盐溶液注入雾化器的雾化室内进行雾化，得到金属盐溶液雾滴，金属盐溶液雾滴在载气带动下进入预热至恒温的管式炉中进行加热分解，然后在鼓风机的牵引下进入滤网收集器中，经收集得到喷雾分解原料粉；

步骤三、将步骤二中得到的喷雾分解原料粉在高温条件下进行成相热处理，得到装管前驱体粉末；