[发明专利]一种MgB2

说明书

本发明公开了一种MgB₂超导螺线管线圈的制备方法，该方法包括：一、采用高硅氧玻璃丝对MgB₂生线进行绝缘编织得到绝缘MgB₂线材；二、加工线圈支撑骨架；三、将绝缘MgB₂线材逐层绕制在线圈支撑骨架上，加固后得到线圈预制体；四、经成相热处理得到MgB₂超导线圈预制体；五、安装电流引线接头并分别焊接MgB₂超导线材的首尾两端，经固化处理得到MgB₂超导螺线管线圈。本发明对原位法粉末装管工艺制备的MgB₂生线采用先绕制后成相热处理的工艺，避免了对脆性MgB₂超导相的破坏作用，从而得到MgB₂超导螺线管线圈，保证了线圈的超导性能，进而有效发挥线圈中MgB₂超导线材的电流传输优势。

技术领域

本发明属于超导磁体技术领域，具体涉及一种MgB₂超导螺线管线圈的制备方法。

背景技术

二硼化镁(MgB₂)是一种具有类似于陶瓷的脆性金属化合物，其超导电性于2001年由日本青山学院大学的Akimitsu教授首先发现，随后引发了世界各国理论物理和材料科学等研究领域内科学家及工程师们的极大热情。经过近二十年的研究，在基础研究方面、材料制备技术、实际应用领域，均取得了快速的技术突破。国际上美国Hyper tech公司、意大利ASG公司、韩国Sam Dong公司和日本Hitachi等公司已经开始进行MgB₂商品线材的生产和销售，并且目前已经将MgB₂超导材料成功地应用到磁共振成像仪(MRI)、故障电流限位器(FCL)、超导风电电机、超导传输电缆等应用领域。但国内在MgB₂超导材料研究上主要还集中在基础理论研究、性能改善与提高以及成材技术优化等方面，在应用方面略显滞后。

从MgB₂材料的本征特性来看，该材料还是很有竞争力的。与Bi系、 YBCO等铜氧化物高温超导体(OHTS)相比，MgB₂材料具有诸多优点：相干长度较大，易于引入钉扎中心以提高其磁场下的超导传输性能；晶界无弱连接现象，在多晶体系中也能够传输较大的电流；制备工艺相对简单，制备流程较短，原材料成本低廉。与传统的NbTi、Nb₃Sn等低温超导体(LTS)相比，MgB₂材料具有较高的超导临界转变温度(T_c)，能够在液氢温区实现应用，无需昂贵、复杂的液氦制冷系统。综合分析MgB₂材料的各项特点，发现该材料在20K温区，中低磁场下应用具有明显的技术优势，比如能够制备成可移动型的车载MRI系统。意大利ASG公司制备出首台基于MgB₂超导材料的0.6T开放性MRI系统，证实了该材料在MRI 应用方面的可行性。而其中磁场的来源就是高性能的MgB₂超导线材及其线圈绕组。目前国内在MgB₂长线制备方面已经取得了很大的进展，西北有色金属研究院和西部超导材料科技股份有限公司等单位已经有关于实用化多芯MgB₂超导线材的报道(ZL201711039227.7；《稀有金属材料与工程》2019,48(10):3320、2020,49(8):2825等)，能够制备出千米级实用化的多芯MgB₂超导线材，但对MgB₂超导线圈的研究还较少涉及。

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 MgB₂超导螺线管线圈的制备方法。该方法对原位法粉末装管工艺制备的 MgB₂生线采用先绕制后成相热处理的工艺，避免了对脆性MgB₂超导相的破坏作用，从而得到MgB₂超导螺线管线圈，保证了线圈的超导性能，进而有效发挥线圈中MgB₂超导线材的电流传输优势。