[发明专利]用于制造用于超导线材的半成品的方法

说明书

本发明涉及一种用于制造用于超导线材的半成品(50；51)的方法，其中，所述半成品(50；51)具有至少一个含有NbTi的结构(2)、特别是含有NbTi的棒结构，其特征在于，逐层地通过对包含Nb和Ti粉末(6)的选择性激光熔化或选择性电子束熔化制造含有NbTi的结构(2)，并且在制造含有NbTi的结构(2)的至少一些层(5、5a、5b)时，在制造相应的层(5、5a、5b)的设置用于材料离析的被照射区域(20)期间，使选择性激光熔化或电子束熔化的一个或多个过程参数在被照射区域(20)的一个或多个第一区(23)中相对于被照射区域(20)的一个或多个第二区(24)变化。本发明简化了人工扎钉中心向超导线材或用于这种超导线材的半成品的NbTi材料中的引入。

技术领域

本发明涉及一种用于制造用于超导线材的半成品的方法，其中，所述半成品具有至少一个含有NbTi的结构、特别是含有NbTi的棒结构。

背景技术

这样的方法例如由US5,223,348已知。

NbTi超导线材用于实际上无损耗地引导大的电流，特别是在超导的电磁线圈中用于产生强磁场。在此，NbTi具有良好延展性的优点，这使材料的处理变得容易；特别是能良好地实现塑性成形。

NbTi超导线材的载流能力可以通过超导材料中的人工扎钉中心(英语：artificial pinning centers)改进，所述扎钉中心固定磁通量线。

经常用于将扎钉中心引入到NbTi材料中的方法使用一系列热处理和拉伸变形的序列(“杆拉伸和线材拉伸”)。由此，在NbTi晶界处产生α-Ti的离析物，其作为扎钉中心起作用。此外已知的是，在NbTi基质中引入过渡金属(例如铌、钛或钒)的丝，其作为人工扎钉中心起作用。也已知的是，将铌和钛在变换的层中接合成坯件、拉伸并且捆扎成第二坯件。第二坯件热等静压(“HIP”过程)、挤压并且成形成线。在Ti和Nb的分界面上产生NbTi，其中，然而基于不完全的反应残留一些正常导电的材料。此外已知的是，将变换的Nb层和Ti层的堆叠用Nb包围并且导入到由铜制成的挤压套中。在HIP过程、挤压和拉伸之后，将挤压套去除并且将所获得的丝堆叠。接着又进行向Cu挤压套中的引入、HIP过程、挤压、拉伸、去除挤压套、堆叠和用Nb包围。通过重新向Cu的挤压套中的引入、HIP过程、挤压和拉伸，最后获得完成的含有NbTi的线。所述方法例如在US5,223,348中概括。

利用已知的方法将扎钉中心引入到NbTi超导材料中是耗费且困难的。为了离析α-钛需要非常准确的方法引导。为了将其他材料引入到NbTi基质中需要耗费的机械的组合步骤；对应情况适用于由Nb和Ti构成的交替的层的组合。

为了借助CAD数据制造金属构件已知的是，所述构件分层地通过利用激光束或电子束局部地熔化金属粉末制造(“选择性激光熔化”或“选择性电子束熔化”)，例如参考在2016年7月6日访问的网站：

http://netzkonstrukteur.de/fertigungstechnik/3d-druck/selektives-laserschmelzen/，或者还有在2016年11月22日访问的网站：

http://netzkonstrukteur.de/fertigungstechnik/3d-druck/selektives-elektronenstrahlschmelzen/。所述制造方法不需要阴模并且能实现底切。

发明内容

本发明的任务在于，简化人工扎钉中心向超导线材的或者说用于这样的超导线材的半成品的NbTi材料中的引入。