[发明专利]一种内稳定型青铜法Nb3

说明书

本发明属于超导线材制备技术领域，涉及一种内稳定型青铜法Nb₃Sn超导线材及其制备方法。该制备方法包括：先在稳定体的外部包覆阻隔层，然后在所述阻隔层的外部包覆青铜/铌复合体形成复合坯锭，最后对所述复合坯锭进行封焊、挤压、拉伸、热处理得到Nb₃Sn超导线材。通过对青铜法Nb₃Sn超导线材结构的改进，无氧铜稳定体位于线材内部、青铜/铌复合体形成的超导区域位于线材外侧，在保证稳定体能够正常发挥作用的同时，能够满足核磁共振谱仪（NMR）等超导磁体设计和制造过程中需要满足接头焊接等特殊需求，具有良好的应用前景。

技术领域

本发明属于超导线材制备技术领域，涉及Nb₃Sn超导线材的制备，尤其涉及一种内稳定型青铜法Nb₃Sn超导线材及其制备方法。

背景技术

目前，高场强超导磁体的制备需要大量用到青铜法Nb₃Sn超导线材。在超导线材中，稳定体扮演着屏蔽电磁干扰、传输热量以及在超导体发生磁通跳跃进行分流的重要作用。其中，由于无氧铜的电导率和热导率高、磁扩散系数小，室温和低温下均具有较好的力学强度，延展性好，易于加工，与超导体复合性好，因此在超导线材中被用作稳定体，一般包覆在超导区外侧，并用铌或钽作为阻隔层材料与超导区隔离、避免锡扩散污染铜稳定体，被称为外稳定型结构线材。

然而，根据核磁共振谱仪（NMR）等的超导磁体设计和制造过程中的特殊需要，如满足接头焊接等，需要超导区分布在线材外层，同时也需要稳定体发挥作用，常规的外稳定型结构就无法满足相关要求。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种内稳定型青铜法Nb₃Sn超导线材及其制备方法，以满足现有技术中超导磁体设计和制造过程中的特殊需要。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一方面，本发明提供了一种内稳定型青铜法Nb₃Sn超导线材，包括位于中心的稳定体，所述稳定体的外部包覆有阻隔层，所述阻隔层的外部包覆有青铜/铌复合体。

进一步，所述稳定体为无氧铜棒，所述阻隔层为铌或钽阻隔层。

进一步，所述青铜/铌复合体内含Sn的质量百分比为12%~17%，所述青铜/铌复合体的青铜基体内嵌有3000~30000个铌芯丝。

另一方面，本发明还提供了一种内稳定型青铜法Nb₃Sn超导线材的制备方法，先在稳定体的外部包覆阻隔层，然后在所述阻隔层的外部包覆青铜/铌复合体形成复合坯锭，最后对所述复合坯锭进行封焊、挤压、拉伸、热处理得到Nb₃Sn超导线材。

进一步，所述制备方法具体包括以下步骤：

1）在无氧铜棒外部卷绕阻隔层；

2）在所述阻隔层的外部包覆青铜/铌复合体形成复合坯锭；

3）采用真空电子束焊机和无氧铜或紫铜盖，对所述复合坯锭先抽真空再封焊处理；

4）对封焊后的复合坯锭进行挤压处理得到复合棒材；

5）将所述复合棒材冷拉伸处理为圆线；

6）对所述圆线进行扩散反应热处理得到Nb₃Sn超导线材。

进一步，所述步骤1）中无氧铜棒的直径规格为Φ20mm~Φ300mm，阻隔层为铌板或铌箔或钽板或钽箔，所述阻隔层的厚度为2mm~9mm。

进一步，所述步骤2）中青铜/铌复合体内含Sn的质量百分比为12%~17%，且所述青铜/铌复合体的青铜基体内嵌有3000~30000个铌芯丝。

进一步，所述步骤3）中封焊真空度小于1.0×10²Pa。