本发明专利技术公开了一种7芯千米级MgB2/Nb/Cu超导线材，由Cu/Nb复合棒，沿圆周方向围绕于Cu/Nb复合棒外的六根一次复合单芯线材，和包裹于六根一次复合单芯线材外的第二无氧铜管组装后拉拔制成；所述7芯千米级MgB2/Nb/Cu超导线材中无氧铜的面积占50%～60%，铌的面积占20%～25%，MgB2的面积占20%～25%。本发明专利技术还公开了该线材的制备方法。本发明专利技术通过调整各组分合适的面积比例，控制Cu管和Nb管的厚度，保证各芯棒在加工过程中结合良好，变形均匀，避免出现“香肠节”和阻隔层破裂等引起断线的现象，成品率达到90%以上，制备的线材可以用于MRI磁体绕制。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于超导材料加工工程
,具体涉及一种7芯千米级MgB2/Nb/Cu超导线材及其制备方法。
技术介绍
2001年发现的MgB2超导体的临界温度为39K，该超导体具有较高的超导临界转变温度和上临界磁场、较大的相干长度、晶界不存在弱连接、结构简单成本低廉等优点。随着世界各国对研究的投入，MgB2超导体的研究取得了巨大的进展，MgB2超导体的性能也得到迅速提高，性价比已基本接近低温超导体NbTi的水平，为MgB2超导线带材的应用打下了坚实的基础。高临界电流密度的长线是MgB2超导磁体应用的基础，目前MgB2超导体制备技术研究的主要方向是开发出具有实用化价值的多芯线材制备技术，其主要应用领域是超导磁体制造。而超导磁体的制造对MgB2超导线材的长度就提出了要求。2007年超导通讯报道了 ASG、CoIumbus> Paramed三家公司联合制备出开放式、制冷机冷却的MgB2_MRI磁体，Columbus公司提供的超导线带材长度达到-1000米。目前我国只有西北有色金属研究院开展了多芯MgB2超导长线材在磁体应用方面的研究。研究发现在多芯MgB2超导线的加工制备过程中，多芯线材经常出现“香肠节”及铌包套破裂等现象，造成线材断线而无法加工出千米量级的长线。
技术实现思路
本专利技术所要解决 的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种可用于MRI磁体绕制的7芯千米级MgB2/Nb/Cu超导线材，该线材在25K、3T时的临界电流密度Jc彡2.1XlOVcm20本专利技术的7芯千米级MgB2/Nb/Cu超导线材中心增加了 Nb，使成品线材在绕制磁体时具有较高的机械强度，保证线材可以承载大的应力应变。通过调整各组分合适的面积比例，保证各芯棒在加工过程中结合良好，变形均匀，避免出现“香肠节”和阻隔层破裂等引起断线的现象。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是:一种7芯千米级MgB2/Nb/Cu超导线材，其特征在于，由Cu/Nb复合棒，沿圆周方向围绕于Cu/Nb复合棒外的六根一次复合单芯线材，和包裹于六根一次复合单芯线材外的第二无氧铜管组装后拉拔制成；所述一次复合单芯线材由内部装有Mg粉、B粉和掺杂粉末SiC的Nb管和第一无氧铜管组装后拉拔制成，其中第一无氧铜管包裹于Nb管外；所述Mg粉、B粉和掺杂粉末SiC的原子比为Mg: B: SiC=I: (2-x): X，其中 X 的取值为 0.05 0.10 ;所述 7 芯千米级 MgB2/Nb/Cu超导线材中无氧铜的面积占7芯千米级MgB2/Nb/Cu超导线材总面积的50% 60%,银的面积占7芯千米级MgB2/Nb/Cu超导线材总面积的20% 25%，MgB2的面积占7芯千米级MgB2/Nb/Cu超导线材总面积的20% 25%。上述的7芯千米级MgB2/Nb/Cu超导线材,所述Cu/Nb复合棒由作为外层材料的无氧铜和作为内层材料的金属铌组成，其中无氧铜和金属铌的质量比为1: 0.8 1.5。上述的7芯千米级MgB2/Nb/Cu超导线材，所述一次复合单芯线材的横截面为正六边形或圆形；所述Cu/Nb复合棒与一次复合单芯线材的尺寸相同。上述的7芯千米级MgB2/Nb/Cu超导线材,所述7芯千米级MgB2/Nb/Cu超导线材中无氧铜的面积占 芯千米级MgB2/Nb/Cu超导线材总面积的56.5%,银的面积占7芯千米级MgB2/Nb/Cu超导线材总面积的22.5%，MgB2的面积占7芯千米级MgB2/Nb/Cu超导线材总面积的21%。另外，本专利技术还提供了一种制备上述7芯千米级MgB2/Nb/Cu超导线材的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤:步骤一、将Mg粉、B粉和掺杂粉末SiC在氩气保护条件下混合均匀后装入外径为10mm 12mm,壁厚为1.0mm 1.5mm的Nb管中，再将Nb管装入外径为1 3mm 15mm,壁厚为1.0mm 1.5mm的第一无氧铜管中,得到复合管；步骤二、将步骤一中所述复合管以5% 10%的道次加工率拉拔成一次复合单芯线材，然后对所述一次复合单·芯线材依次进行定尺、截断和矫直，再对经矫直后的一次复合单芯线材进行清洗以去除一次复合单芯线材表面的油污和氧化层；步骤三、将一根经退火处理的Cu/Nb复合棒与六根步骤二中清洗后的一次复合单芯线材装入第二无氧铜管中进行二次组装，得到7芯复合棒；所述第二无氧铜管的外径为30mm 50mm,壁厚为 1.5mm 3.5mm ；步骤四、对步骤三中所述7芯复合棒进行拉拔，得到直径为1.4mm,长度不小于1000米的7芯千米级MgB2/Nb/Cu超导线材；所述拉拔的起始3 5个道次的道次加工率为20% 30%，其余道次的道次加工率为5% 10% ;所述7芯千米级MgB2/Nb/Cu超导线材在25K、3T时的临界电流密度Jc ^ 2.1XlOVcm20本专利技术与现有技术相比具有以下优点:1、本专利技术的7芯千米级MgB2/Nb/Cu超导线材中心增加了 Nb,使成品线材在绕制磁体时具有较高的机械强度，保证线材可以承载大的应力应变。2、本专利技术的7芯千米级MgB2/Nb/Cu超导线材在25K、3T时的临界电流密度Jc彡2.lX104A/cm2，可成功用于MRI磁体。3、本专利技术通过调整各组分合适的面积比例，控制Cu管和Nb管的厚度，保证各芯棒在加工过程中结合良好，变形均匀，避免出现“香肠节”和阻隔层破裂等引起断线的现象，最终制备的线材长度不小于1000米，成品率达到90%以上，制备的7芯千米级MgB2/Nb/Cu超导线材可以用于MRI磁体绕制。4、本专利技术的方法在拉拔过程中不需经过中间退火，节省了加工时间及成本。下面结合附图和实施例，对本专利技术的技术方案做进一步的详细描述。附图说明图1为本专利技术第一种具体实施方式和第三种具体实施方式二次组装得到的7芯复合棒的结构示意图。图2为本专利技术复合管的结构示意图。图3为本专利技术第二种具体实施方式和第四种具体实施方式二次组装得到的7芯复合棒的结构示意图。附图标记说明:I一一次复合单芯线材；2 — Cu/Nb复合棒；3—第二无氧铜管；4一Nb管；5—第一无氧铜管。具体实施例方式实施例1如图1和图2所示，本实施例的7芯千米级MgB2/Nb/Cu超导线材由Cu/Nb复合棒2，沿圆周方向围绕于Cu/Nb复合棒2外的六根一次复合单芯线材I，和包裹于六根一次复合单芯线材I外的第二无氧铜管3组装后拉拔制成；所述一次复合单芯线材I由内部装有Mg粉、B粉和掺杂粉末SiC的Nb管4和第一无氧铜管5组装后拉拔制成，其中第一无氧铜管5包裹于Nb管4外；所述Mg粉、B粉和掺杂粉末SiC的原子比为Mg: B: SiC=I: 1.92: 0.08;所述7芯千米级MgB2/Nb/Cu超导线材中无氧铜的面积占7芯千米级MgB2/Nb/Cu超导线材总面积的50%，铌的面积占7芯千米级MgB2/Nb/Cu超导线材总面积的25%，MgB2的面积占7芯千米级MgB2/Nb/Cu超导线材总面积的25% (SiC忽略不计)。本实施例中，所述Cu/Nb复合棒2由作为外层材料的无氧铜和作为内层材料的金属铌组成，其中无氧铜和金属铌的质量比为1: 1.5。本实施例中，所述一次复合单芯线材I的横截面为圆形；所述Cu/Nb复合棒2与一次复合单芯线材I的本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种7芯千米级MgB2/Nb/Cu超导线材，其特征在于，由Cu/Nb复合棒（2），沿圆周方向围绕于Cu/Nb复合棒（2）外的六根一次复合单芯线材（1），和包裹于六根一次复合单芯线材（1）外的第二无氧铜管（3）组装后拉拔制成；所述一次复合单芯线材（1）由内部装有Mg粉、B粉和掺杂粉末SiC的Nb管（4）和第一无氧铜管（5）组装后拉拔制成，其中第一无氧铜管（5）包裹于Nb管（4）外；所述Mg粉、B粉和掺杂粉末SiC的原子比为Mg∶B∶SiC=1∶（2?x）∶x，其中x的取值为0.05～0.10；所述7芯千米级MgB2/Nb/Cu超导线材中无氧铜的面积占7芯千米级MgB2/Nb/Cu超导线材总面积的50%～60%，铌的面积占7芯千米级MgB2/Nb/Cu超导线材总面积的20%～25%，MgB2的面积占7芯千米级MgB2/Nb/Cu超导线材总面积的20%～25%。
【技术特征摘要】
1.一种7芯千米级MgB2/Nb/Cu超导线材,其特征在于，由Cu/Nb复合棒(2),沿圆周方向围绕于Cu/Nb复合棒(2)外的六根一次复合单芯线材(I),和包裹于六根一次复合单芯线材(I)外的第二无氧铜管(3 )组装后拉拔制成；所述一次复合单芯线材(I)由内部装有Mg粉、B粉和掺杂粉末SiC的Nb管(4)和第一无氧铜管(5)组装后拉拔制成，其中第一无氧铜管(5)包裹于Nb管(4)外；所述Mg粉、B粉和掺杂粉末SiC的原子比为Mg: B: SiC=I:(2-x): X，其中X的取值为0.05 0.10 ;所述7芯千米级MgB2/Nb/Cu超导线材中无氧铜的面积占7芯千米级MgB2/Nb/Cu超导线材总面积的50% 60%，铌的面积占7芯千米级MgB2/Nb/Cu超导线材总面积的20% 25%，MgB2的面积占7芯千米级MgB2/Nb/Cu超导线材总面积的20% 25%。2.根据权利要求1所述的7芯千米级MgB2/Nb/Cu超导线材,其特征在于,所述Cu/Nb复合棒(2)由作为外层材料的无氧铜和作为内层材料的金属铌组成，其中无氧铜和金属铌的质量比为1: 0.8 1.5。3.根据权利要求1所述的7芯千米级MgB2/Nb/Cu超导线材，其特征在于，所述一次复合单芯线材(I)的横截面为正六边形或圆形；所述Cu/Nb复合棒(2)与一次复合单芯线材(I)的尺寸相同。4.根据权利要求1、2或3所述的7芯千米级MgB2/Nb/Cu超导线材,其特征在于,所述7芯千米级MgB2/Nb/Cu超导线材中无氧铜的面积占7芯千米级MgB2/Nb/C...
【专利技术属性】
技术研发人员：焦高峰，王庆阳，刘国庆，贾佳林，熊晓梅，杨芳，闫果，李成山，
申请(专利权)人：西北有色金属研究院，
类型：发明
国别省市：
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