[发明专利]一种铁基超导多芯线材及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及超导线材技术领域，尤其涉及一种铁基超导多芯线材及其制备方法和应用。本发明提供的制备方法，将若干铁基超导带材装入多芯线材包套中得到复合体；所述铁基超导带材包括预织构化的铁基超导芯，所述多芯线材包套的横截面形状为矩形或正方形；将复合体进行轧制或拉拔得到初始多芯线材，所述轧制采用孔型轧或四辊轧，所述拉拔采用方孔模具；在保护气体或真空环境中，将所述初始多芯线材进行热处理，得到所述铁基超导多芯线材。本发明提供的制备方法能够有效提高铁基超导多芯线材中超导相晶粒的织构化程度，从而提高线材的电流传输性能。

技术领域

本发明涉及超导线材技术领域，尤其涉及一种铁基超导多芯线材及其制备方法和应用。

背景技术

铁基超导材料根据母体化合物的组成比和晶体结构的不同，可分为多个材料体系，其中1111体系(以SmFeAsO_1-xF_x为代表)和122体系(以Ba_1-xK_xFe₂As₂和Sr_1-xK_xFe₂As₂为代表)的铁基超导体具有较高的超导转变温度(目前最高分别为58K和38K)，并且二者的上临界场都可超过100T，同时具有较小的各向异性，在高场强电领域有独特的应用优势，在下一代高场核磁共振成像(MRI)、超导储能系统(SMES)、核磁共振谱仪(NMR)，以及未来的高能粒子加速器、可控核聚变装置等领域有较强的应用潜力。此外，铁基超导材料可采用工艺较为简单，成本较低的粉末装管法制备成线材和带材。

目前，采用粉末装管法制备铁基超导多芯线材的典型工艺是首先采用圆模拉拔工艺制备出铁基超导单芯圆线，然后将其截断成若干根长度相等的短样，再复合进金属圆管中，再采用旋锻、拉拔等冷加工工艺制备出多芯圆线。上述制备方法得到的线材存在的主要问题是超导芯中的晶粒取向是随机的，晶粒间广泛存在的大角度晶界会显著降低线材的传输临界电流。目前改善晶粒取向的方法是采用平辊轧制的方法将多芯圆线轧制成多芯带材，在这个过程中通过机械变形力诱导超导芯中的晶粒发生织构化取向，从而提高多芯带材其载流性能。

但是，从实际应用的角度而言，相比于带材，线材更有利于电缆的绞制和磁体线圈的绕制，因此制备高性能的铁基超导多芯线材对于未来的实际应用更加有利。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种铁基超导多芯线材及其制备方法和应用，本发明提供的铁基超导多芯线材传输临界电流密度高。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种铁基超导多芯线材的制备方法，包括以下步骤：

将若干铁基超导带材装入多芯线材包套中得到复合体；所述铁基超导带材包括织构化的铁基超导芯，所述多芯线材包套的横截面形状为矩形或正方形；

将复合体进行轧制或拉拔得到初始多芯线材，所述轧制采用孔型轧或四辊轧，所述拉拔采用方孔模具；

在保护气体或真空环境中，将所述初始多芯线材进行热处理，得到所述铁基超导多芯线材。

优选的，所述铁基超导带材包括单芯铁基超导带材和/或多芯铁基超导带材；

所述单芯铁基超导带材的制备方法包括以下步骤：

将铁基超导材料装入带材包套中，得到包套超导材料；

将所述包套超导材料依次进行旋锻、拉拔和轧制，得到单芯铁基超导带材；

所述多芯铁基超导带材的制备方法包括以下步骤：

将铁基超导材料装入带材包套中，得到包套超导材料；

将所述包套超导材料依次进行旋锻和拉拔，得到铁基超导圆线；