[发明专利]一种内锡法铌三锡前躯体线材的制造方法

说明书

本发明属于超导材料加工技术领域，具体涉及内锡法铌三锡前躯体线材的制造方法，通过在Nbsubgt;3/subgt;Sn最终坯料的阻隔层与亚组元之间增加一层无氧铜箔，在减小亚组元外侧铜层厚度提高Nb元素占比时，有效地降低了最终坯料拉伸加工时亚组元内部的Nb芯丝与Ta阻隔层接触的风险，而且无氧铜箔能够改善其外侧的Ta阻隔层的形变，降低阻隔层拉伸过程中破裂的风险。

技术领域

本发明属于超导材料加工技术领域，具体涉及一种内锡法铌三锡前躯体线材的制造方法。

背景技术

内锡法Nb₃Sn超导线材制备过程通常是将无氧铜锭沿长度方向钻若干通孔，通孔内插入Nb棒，两端加铜盖封焊，挤压定尺截断得到CuNb复合棒，对CuNb复合棒进行深孔钻，然后将Sn棒插入CuNb复合棒的中心钻孔中，加工成六方、异形、扇形的Cu-Nb-Sn亚组元，按照最密排布装入包含阻隔层的无氧铜管中构成Nb₃Sn前驱体线材最终坯料，然后对最终坯料进行拉拔和辊轧，将Nb₃Sn超导线材加工至所需直径，最后对线材进行热处理，让各Cu-Nb-Sn亚组元中心的Sn元素与亚组元内Nb芯丝反应生成Nb₃Sn超导相。加工过程中，为了提高Nb₃Sn超导线材中超导相的比例，通常会对CuNb复合棒进行扒皮处理，以尽可能减少亚组元之间的Cu层的厚度，提高亚组元中Nb的比例，进而增强Nb₃Sn超导线材的载流能力。然而，由于异形、扇形亚组元分布于六方亚组元外侧，由于自身形状不规则以及拉拔加工过程中产生的变形相较内部亚组元更大，导致亚组元中的Nb芯丝与阻隔层有接触的风险，更严重地将导致阻隔层的破损失效，降低了Nb₃Sn超导线材的载流能力以及RRR值。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的缺陷，提供一种内锡法Nb₃Sn前躯体线材的制造方法。

本发明的一种内锡法Nb₃Sn前躯体线材的制造方法，包括如下步骤：

步骤一： 将多芯的CuNb复合棒中心进行深孔钻得到CuNb复合管，将清洁后的Sn棒插入CuNb复合管中，拉伸成型得到Cu-Nb-Sn亚组元；

步骤二：将无氧铜箔沿其宽度方向卷成端部搭接的管状；

步骤三：将步骤一得到的Cu-Nb-Sn亚组元、步骤二卷成管状的的无氧铜箔及阻隔层清洁后按照从里到外的顺序装配，然后将其集束装入清洗后的无氧铜管中得到Nb₃Sn最终坯料，所述阻隔层选用纯的金属Ta材，所述无氧铜箔被置于所述阻隔层与所述亚组元之间并整体覆盖于所述阻隔层的内侧，然后进行多次拉伸，即可制得成品Nb₃Sn前躯体线材。

进一步的，所述阻隔层由纯的金属Ta板或Ta箔卷绕而成。

进一步的，所述无氧铜箔端部插入到Ta板或Ta箔卷绕的搭接缝处。

进一步的，所述无氧铜箔厚度为0.01-0.5mm。

进一步的，采用Sn-Ti合金棒代替所述Sn棒，所述Sn-Ti合金棒中的Ti含量为1~3wt.%，即Sn-(1~3) wt.% Ti合金棒。

进一步的，所述Cu-Nb-Sn亚组元呈六方形、异形或扇形。

本发明还提供一种内锡法Nb₃Sn前躯体线材，应用所述的一种内锡法Nb₃Sn前躯体线材的制造方法制得。