一种大尺度MgB₂单芯超导线材的制备方法

摘要

本发明涉及一种大尺度MgB₂单芯超导线材的制备方法，采用Mg粉和B粉作为原料，将一定规格的低碳钢管清洗干净，在充满氩气的手套箱中将摩尔比为1.1:2的Mg粉和B粉置于球磨罐中，再加入一定量的研磨球进行球磨，把混合均匀的原料粉末填充到洗净的低碳钢管中，用振动装置振动并用捣棒压实，密封端口，经过旋锻、拉拔和中间退火等工艺，得到一定直径尺寸和长度的低碳钢包套Mg和B元素混合粉的线材；将该线材在800℃～900℃烧结10min～20min，即可得到MgB₂单芯超导线材。本发明可制备出直径0.95mm～1.05mm，长度达1000m的大尺度MgB₂单芯超导线材，且线材具有良好的电学性能和机械性能。

主权项

一种大尺度MgB₂单芯超导线材的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤一、将低碳钢管用稀酸清洗干净，并用亚硝酸钠水溶液进行钝化处理；步骤二、在充满氩气的手套箱中将摩尔比为1.1:2的Mg粉和B粉装入球磨罐，按物料/球质量比为1:3～5的比例把研磨球也装入球磨罐，将装有原料粉末和研磨球的球磨罐球磨3h～5h，且每球磨1h停10min～15min；步骤三、把球磨后均匀细小的原料粉末装入外径为14mm～20mm，壁厚为2.5mm～3mm的低碳钢管中，采用振动装置振动并用捣棒压实，密封两端；步骤四、将步骤三中装好粉末的低碳钢管经过旋锻后进行拉拔，旋锻的道次加工率为15％～30％；拉拔起始10～15个道次为直拉，道次加工率为20％～30％，直拉完成时进一次退火，退火工艺为700℃～750℃保温20min～30min；其余道次为盘拉，道次加工率为8％～15％；步骤五、对盘拉总加工率达到80％～90％的线材进行中间退火，退火工艺为600℃～650℃保温10min～15min；步骤六、通过拉拔和中间退火得到一定直径尺寸和长度的低碳钢包套Mg和B元素混合粉的线材，对线材进行烧结成相即可获得MgB₂/Fe单芯超导线材；所述烧结成相工艺为800℃～900℃保温10min～20min；所述的MgB₂/Fe单芯超导线材直径0.95mm～1.05mm，长度达到1000m；在自场下20K和10K时的临界电流密度J_c分别不低于1.8×10⁵A/cm²和3.0×10⁵A/cm²。