[发明专利]一种石墨烯掺杂多芯MgB2超导线材的镁扩散制备方法

摘要

本发明公开了一种石墨烯掺杂多芯MgB2超导线材的镁扩散制备方法，该方法包括：一、将无定形硼粉和石墨烯粉末混合后研磨得到混合粉末；二、将镁棒装入铌管中心，再将混合粉末填充到镁棒和铌管的孔隙中得到第一装管复合体；三、将第一装管复合体旋锻得到单芯线材；四、将单芯线材和CuNb棒组装到蒙奈尔合金管中得到第二装管复合体；五、将第二装管复合体进行旋锻拉拔得到多芯线材；六、将多芯线材进行真空烧结得到多芯MgB2超导线材。本发明将石墨烯掺杂与中心镁扩散法结合制备多芯线材，使石墨烯均匀掺杂在MgB2层中，有效提高了MgB2超导芯丝的致密度、临界电流密度及其机械性能。

主权项

1.一种石墨烯掺杂多芯MgB2超导线材的镁扩散制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤一、在氩气保护的手套箱中将无定形硼粉和石墨烯粉末混合均匀，然后放入玛瑙研钵中研磨，得到混合粉末；所述无定形硼粉和石墨烯粉末的摩尔比为(2‑x):x，所述x的取值范围为0.02～0.20；步骤二、将镁棒依次进行砂纸打磨、乙醇擦洗和晾干，然后装入经酸洗后的铌管中心，再将步骤一中得到的混合粉末填充到镁棒和铌管的孔隙中，得到第一装管复合体；所述镁棒的直径为3.0mm～4.0mm；步骤三、将步骤二中得到的第一装管复合体的两端密封后进行旋锻，得到单芯线材，然后将单芯线材依次进行矫直、定尺、截断、酸洗和烘干；所述旋锻的道次加工率为10％～30％；步骤四、将6根步骤三中经烘干后的单芯线材和1根经酸洗后的CuNb棒组装到经酸洗后的蒙奈尔合金管中，得到第二装管复合体；所述组装过程中酸洗后的CuNb棒装入蒙奈尔合金管的中心，烘干后的单芯线材沿圆周方向围绕CuNb棒排列成圆环状结构装入蒙奈尔合金管中；所述烘干后的单芯线材、酸洗后的CuNb棒和蒙奈尔合金管的长度均相同；步骤五、将步骤四中得到的第二装管复合体进行旋锻拉拔，得到多芯线材；所述旋锻拉拔的道次加工率为10％～20％；步骤六、将步骤五中得到的多芯线材的两端密封后放入真空炉中进行真空烧结，得到多芯MgB2超导线材；所述多芯MgB2超导线材的超导相填充率为7％，多芯MgB2超导线材在4.2K、4T下的临界电流密度为3.8×105A/cm2以上。