[发明专利]一种铜-铌超导复合材料的制备方法

说明书

本发明公开了一种铜‑铌超导复合材料的制备方法，该方法包括以下步骤：(1)将铜粉和铌粉混合均匀；(2)将混合均匀的铜‑铌粉末倒入模具中在压力机上压制成铜‑铌自耗电极棒料；(3)将压制好的铜‑铌自耗电极棒料装入真空烧结炉内进行烧结得到铜‑铌自耗电极；(4)将铜‑铌自耗电极在保护气体中焊接在辅助电极上，放入真空电弧炉中熔炼，得到铜‑铌超导复合材料。利用该方法制备出的铜‑铌超导复合材料成分均匀，无成分偏析现象，无夹杂物产生。

技术领域

本发明涉及一种超导复合材料的制备方法，更具体地，涉及一种铜-铌超导复合材料的制备方法。

背景技术

铜-铌合金在低温下表现出良好的超导性能，同时在室温下具有高的热导率和电导率，在粒子加速器和核反应堆等高新技术领域具有广阔的应用前景。目前，制备铜-铌合金的方法主要是真空感应熔炼法和机械合金化法。但真空感应熔炼法冷却速度慢，而铜和铌在固态下几乎不互溶，熔点差异又大，所以采用该方法制备的铜-铌合金偏析倾向严重。机械合金化法虽然可以得到成分均匀的铜-铌合金，有效消除成分偏析，但是用该方法生产的铜-铌合金杂质元素含量高。

发明内容

发明目的：本发明的目的是提供一种成分均匀、无成分偏析、杂质元素含量低的铜-铌超导复合材料的制备方法。

技术方案：本发明所述一种铜-铌超导复合材料的制备方法包括以下步骤：

(1)将铜粉和铌粉混合均匀，其中铜粉所占的比例为75～85％，铌粉所占的比例为15～25％；

(2)将混合均匀的铜-铌粉末倒入模具中在压力机上压制成铜-铌自耗电极棒料；

(3)将压制好的铜-铌自耗电极棒料装入真空烧结炉内进行烧结得到铜-铌自耗电极；

(4)将铜-铌自耗电极在保护气体中焊接在辅助电极上，放入真空电弧炉中熔炼，得到铜-铌超导复合材料。

其中，步骤(1)中铜粉所占的比例为80～85％，铌粉所占的比例为15～20％，铜粉和铌粉的粒度为200～325目，利用辊筒球磨机将铜粉和铌粉混合1～3小时。

步骤(2)中压力机的压力为150～400MPa，压制电极棒料时保压5～10min。

步骤(3)中将电极棒料进行烧结时烧结温度为800～900℃，保温时间为5～10h，真空度为1×10^-3～1×10^-4Pa。

步骤(4)中熔炼电极时真空电弧炉中熔炼电压为20～35V，熔炼电流为2000～6000A，炉室压力为0.1～1.2Pa，电弧长度为25-30mm。

有益效果：本发明与现有技术相比，其显著优点是：制备出的铜-铌超导复合材料成分均匀，无成分偏析现象，无夹杂物产生。

附图说明

图1是铜-铌自耗电极电弧熔炼示意图；

图2是本发明显微组织。

具体实施方式

实施例1

将17kg粒度为200目的铜粉和3kg粒度为200目的铌粉放入辊筒球磨机内混合2h，然后将混合均匀的铜-铌粉末倒入模具中在压力机上压制成规格为Φ50×300mm的铜-铌自耗电极棒料，压制时压力为300MPa，保压时间为10min，将压制好的铜-铌自耗电极棒料装入真空烧结炉内进行烧结，烧结温度为900℃，保温时间为10h，真空度为1×10^-4Pa，得到铜-铌自耗电极，将其利用钨极氩弧焊焊接在辅助电极上，放入型号为ZH-200的真空电弧炉中熔炼。