[发明专利]一种铁基超导线材的制备方法

说明书

本发明属于超导材料制备技术领域，具体涉及一种铁基超导线材的制备方法。本发明提供的技术方案，相较于现有方案，该方案只需在线材两端添加金属帽封头即可对其达到密封的效果，操作起来更加简便且成功率较高，解决以往工艺不能进行轧制的问题。该方案更加简便，无需进行焊接，提高密封速率；该方案可对短样的制备提供方便，大大加快样品制备速率。同时，通过本发明的方法制备得到的轧制型线材的性能优于拉拔型线材，超导芯致密度高，硬度可达200Hv以上。

技术领域

本发明属于超导材料制备技术领域，具体涉及一种铁基超导线材的制备方法。

背景技术

铁基超导体是指化合物中含有铁，在低温时具有超导现象，且铁扮演形成超导的主体的材料。与其他超导体相比，铁基超导体有很多独特的优点，铁基超导体具有较小的各向异性γH(1～2，122体系)，其在4.2K下具有很高的上临界场(100T)，即使在20K下也具有40-50T的上临界场，因此具有很好的强磁场应用前景。

由于铁基超导材料脆性较高，塑性加工困难，因此粉末装管法(PIT法)成为制备铁基超导线材和带材的首选技术途径。粉末装管法是将铁基超导前驱粉装填在金属管中，然后通过旋锻、拉拔、轧制等冷加工工序将金属管制备成线材或带材的方法，通过该方法制备得到的线材或带材由内层的超导芯以及外层的金属包套构成。

超导芯致密度是限制铁基线带材性能提高的重要因素，如果在制备过程中出现密封不严的情况，将会导致超导芯晶粒连接性差，存在大量的孔洞、裂纹等缺陷，从而严重影响材料的超导性能。

为了提高制备过程中的密封性，以往的制备工艺是在复合后的铜管两端采用银堵头进行封堵，将银堵头与铜管复合完成后进行机械加工，加工到规定的尺寸后再对端部进行轧扁，然后再进行超声点焊焊接得到密封后的线带材。但是，这些方案操作起来非常繁琐，并且对于轧制型线材不适用，这主要是因为轧制线材要进行大变形加工，故其内部会有较大的内应力，进而在进行端部轧制的过程中会使得轧制型线材的端部破裂，导致密封失败。

故需对铁基超导线材的制备工艺进行研究，从而提供一种操作简单、超导芯致密度高、适用于轧制型线材的制备方法。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的铁基超导线材的制备方法操作繁琐、不适用于轧制型超导线材的制备等缺陷，从而提供一种铁基超导线材的制备方法。

为此，本发明提供如下技术方案：

本发明提供一种铁基超导线材的制备方法，包括如下步骤，

S1，将铁基超导体的原料粉末进行第一烧结处理，研磨，得到混合粉末；

S2，将混合粉末装入第一金属包套中，将所述第一金属包套的两端进行封堵，经过旋锻、拉拔处理，得到第一复合棒；

S3，将第一复合棒装入第二金属包套中，在所述第二金属包套的两端预留非复合区，采用金属帽封堵，得到第二复合棒，

其中，所述第二金属包套与所述金属帽的材质相同；

S4，将第二复合棒进行孔型轧制，第二烧结处理，得到所述铁基超导线材。

可选的，所述第一烧结处理的温度为500-900℃，时间为15-35h，压力为0.1-200Mpa。

可选的，所述第一金属包套的材质为银、银锡合金或银锰合金等银基金属合金。

可选的，所述旋锻、拉拔处理的道次加工率为5-8％。

可选的，所述第二金属包套的材质为铜、蒙乃尔(Monel)合金、不锈钢、白铜或铁等。

可选的，所述非复合区的长度为15-50mm；

所述金属帽的长度大于非复合区的长度。