[发明专利]一种溶液包覆法制备C掺杂多芯MgB2超导线材的制备方法

摘要

一种溶液包覆法制备C掺杂多芯MgB2超导线材的制备方法，属于超导线材制造技术领域。包括MgB2超导芯丝、金属Nb-Ti复合阻隔层、中心铜铌增强芯和外包Cu-Ni合金层四部分。首先采用溶液包覆工艺制备C掺杂的装管前驱粉体，其次将装管前驱粉体手工灌装与酸洗干净的Nb-Ti复合管内，进行轧制，加工成单芯线材，然后按照7芯的导体结构进行二次组装，外包材料选用Cu-Ni合金管，中心采用铜铌复合棒增强，将二次复合体经过旋锻拉拔与孔型轧制相结合的加工路线制得多芯线材，最后经过热处理后获得高机械强度高临界电流密度的C掺杂多芯MgB2超导线材。可以在输配电、超强磁体、储能、发电机、变压器、医疗等领域应用。

主权项

一种溶液包覆法制备C掺杂多芯MgB2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、首先将无定形硼粉、纯度为99%以上，‑325目屑装镁粉、纯度为99.8%，按照Mg:B =0.95:2的原子数比配料，混合均匀后，倒入预先配置的草酸乙醇溶液中，混合制得悬浊液，其溶液中草酸的用量为Mg和B混合粉末质量的15‑30%，质量浓度为15‑20%，将混合后的悬浊液在200‑300R/min的磁力搅拌器中搅拌30‑60min，然后在磁力搅拌的同时，对悬浊液进行加热，温度控制在55‑65℃，待悬浊液粘度明显增大成混合浆体，致使磁力搅拌器无法进行搅拌时，将混合浆体倾入培养皿中，放入真空烘箱中焙干，将焙干的粉末研磨后放入烧舟内，再置于管式炉中进行低温分解处理，以0.5‑1℃/min的升温速率至150‑200℃，恒温1‑2小时，整个过程选用氩气保护分解，将热分解后的粉体研磨均匀后制得装管前驱粉；步骤二、将装管前驱粉装入经过酸洗处理的Nb–Ti复合管中制得装管复合体；步骤三、将装管复合体采用孔型轧制，加工成具有圆形截面或六边形截面的单芯线材（1），对单芯线材（1）进行定尺、截断、酸洗祛除表面氧化皮；步骤四、对圆形或六边形单芯线材进行二次组装成7芯导体结构，二次组装外包材料采用酸洗处理后的Cu‑Ni合金管，7芯导体结构采用Cu‑Nb复合棒增强，Cu‑Nb复合棒设置在Cu‑Ni合金管中心，单芯线材均匀设置在Cu‑Nb复合棒周围， Cu‑Nb复合棒尺寸与其周围的单芯线材尺寸相同，7芯导体结构经过拉拔和孔型轧制相结合的加工路线，制得多芯线材；步骤五、将多芯线材两端密封保护后置于管式炉中，在流通氩气气氛中进行成相热处理，热处理温度范围为600‑750 ℃，保温时间为0.5‑4小时，随炉自然冷却至室温,最终获得高机械性能和高临界电流密度的溶液包覆法制备C掺杂多芯MgB2超导线材。