[发明专利]MgB2超导线材的挤压制备工艺

摘要

本发明公开了一种MgB₂超导线材的挤压制备工艺，其是在传统的原位PIT法制备MgB₂超导线材的过程中，引入挤压工艺对其进行加工处理。分别用Cu和Cu‑Nb作为中心增强材料，组装两个37芯MgB₂包套，通过挤压、拉拔工艺对其进行加工处理。采用金相显微镜和扫描电子显微镜对线材截面和断口的微观形貌进行分析，采用1μV·cm^‑1的电压判据和标准四引线法测量样品在4.2K下的Ic(B)曲线，得出样品在该温度下的Jc(B)曲线。采用挤压工艺加工MgB₂复合包套的途径是可行的，但挤压过程中复合体一次变形量超过90％，目前采用的导体结构需要进一步优化，将有助于提高所制备线材的长度和性能。

主权项

一种MgB₂超导线材的挤压制备工艺，其特征在于，具体包括如下步骤：(1)挤压用包套准备(1.1)单芯棒制备将晶态高纯硼粉、镁粉、碳按化学式MgB1.98C0.02称量；在手套箱中充分研磨约30min，将研磨后的粉末装入Nb管，粉末在管中达到紧密，将Nb管两端用Cu圆柱堵头封堵；再将Nb管装入长无氧铜管；按照10％的道次使加工率加工至直径为Φ7.8mm；然后采用六方模进行多道次加工，最终制备出长度为154mm、对比边距6.65mm的MgB2/Nb/Cu单芯棒；(1.2)包套组装为改善多芯线材加工过程中芯丝内部容易发生断芯的现象，分别采用Cu和Cu‑Nb作为中心增强材料，以密排六方的方式组装两个37芯Mg B2包套，包套筒外径64mm、内径48mm，包套空隙采用多种不同直径的Cu插棒填充以提高包套填充率；包套组装完成后进行真空封焊；(2)挤压及拉拔加工综合考虑粉末和金属包套对挤压温度的要求，挤压温度选为520℃，稍低于Mg‑B固固反应温度527℃；为保证挤压过程中包套内外部同步变形，包套在520℃保温20min，使挤压样品内部温度达到均衡，并且在挤压前对挤压模具进行预热；挤压比为10，采用正向挤压8mm/s的挤压速度将包套挤出，同时注意通过改善润滑条件减少线材在挤压过程中的温升；将挤压完的直径为Φ20mm的复合体进行多道次拉拔，至直径为Φ3.0mm，最后对线材进行成相热处理；(3)分析测试采用金相显微镜和扫描电子显微镜对线材截面和断口的微观形貌进行分析；采用1μV·cm^‑1的电压判据和标准四引线法测量样品在4.2K下的Ic(B)曲线，得出样品在该温度下的Jc(B)曲线。