一種MgB2超導線材的連接方法技術

本發明專利技術提供了一種MgB2超導線材的連接方法，包括以下步驟：一、將第一MgB2超導線材和第二MgB2超導線材均進行酸洗處理，將待連接端均修磨成斜坡狀；二、在第一MgB2超導線材的待連接端端面上鋪覆Mg-B混合粉末，然后和MgB2超導線材二進行對接；三、將Nb箔包覆于對接后的第一MgB2超導線材和第二MgB2超導線材外，然后將Cu管套裝于Nb箔外，得到待壓制品；四、利用油壓機對待壓制品進行壓制，得到壓制品；五、將壓制品進行燒結處理，得到連接后的MgB2超導線材。經本發明專利技術連接后的MgB2超導線材，其連接接頭的電阻小于1×10-10歐姆，具有良好的超導連接性能。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于超導材料連接
，具體涉及一種1%82。
技術介紹
二硼化鎂(MgB2)材料的超導電性于2001年由日本科學家首次發現，該材料是一種具有簡單二元結構的非金屬化合物，其超導臨界轉變溫度(TJ在零場下約為39K，是目前已知的具有最高T。的簡單二元化合物，是液氫溫度范圍內、即20K左右中低場超導磁體應用的首選材料。但是與高溫氧化物超導材料相似，MgB2是一種類似于陶瓷性質的脆性化合物，在彎曲、拉伸、扭轉等外力作用下均可導致其超導傳輸性能造成不可逆的衰減。所以一般采用先繞制后反應(W&R)的工藝，即首先將絕緣后但未反應的1882線(帶)材繞制成螺線管線圈或餅狀線圈，其中不同線圈之間的超導線材首尾相連，然后將線圈整體進行熱處理，通過Mg-B之間的化學成相反應形成具有超導性能的MgB2超導線圈。一般的MgB 2超導磁體由多個MgB2線圈疊加而成，這就需要制作多個MgB 2超導接頭。超導接頭的質量直接影響磁體的性能，而通常超導接頭處兩根導線之間晶粒連接時可能存在弱連接現象，導致接頭部位的超導傳輸能力低于MgB2線材基體。在磁體運行過程中，由于焦耳熱等因素導致磁體失超甚至損傷磁體，所以要求超導接頭必須具有較低的電阻。對于MRI超導磁體系統來說，一般要求MgB2超導接頭的電阻小于I X 10 w歐姆。截至目前，尚未發現有關MgB2超導線材的連接并得到電阻小于1X10 歐姆的超導接頭的相關研究見諸報道。
技術實現思路
本專利技術所要解決的技術問題在于針對上述現有技術的不足，提供一種MgB2。該方法結合孔型壓制和粉末燒結工藝將兩根1882超導線材連接在一起，其中孔型壓制使接頭部位結合強度較高，同時后續燒結熱處理過程能夠保證在接頭部位形成良好的MgB2超導相，從而實現兩根MgB 2超導線材的超導連接接頭。該方法能夠解決PIT工藝制備單根線材長度的限制，進而促進MgB2超導線材的實用化進程。為解決上述技術問題，本專利技術采用的技術方案是:一種1%82，其特征在于，該方法包括以下步驟:步驟一、分別對第一 1882超導線材和第二 MgB 2超導線材進行酸洗處理，然后將酸洗處理后的第一 MgB2超導線材的待連接端和酸洗處理后的第二 MgB 2超導線材的待連接端均修磨成斜坡狀；步驟二、在步驟一中修磨后的第一 MgB2超導線材的待連接端端面上鋪覆Mg-B混合粉末，然后將鋪覆有Mg-B混合粉末的第一 1882超導線材的待連接端和修磨后的第二 MgB 2超導線材的待連接端進行對接；所述Mg-B混合粉末由Mg粉與無定形B粉按摩爾比(1.0?1.1): 2混合均勻而成；步驟三、將Nb箔包覆于步驟二中對接后的第一 1882超導線材和第二 MgB 2超導線材外，然后將Cu管套裝于Nb箔外，得到待壓制品；步驟四、將步驟三中所述待壓制品裝入孔型模具中，然后將裝有待壓制品的孔型模具置于油壓機中，壓制、脫模后得到壓制品；步驟五、將步驟四中所述壓制品置于燒結爐中進行燒結處理，自然冷卻后得到連接后的MgBiJS導線材。上述的一種1&82，其特征在于，步驟一中所述酸洗處理的酸液為硝酸溶液，所述硝酸溶液中1^03與H 20的摩爾比為1: (1.5?2)。上述的一種1&82，其特征在于，步驟一中對第一 MgB 2超導線材和第二 1882超導線材進行酸洗處理之前，預先對第一 MgB 2超導線材的待連接端和第二MgB2超導線材的待連接端均進行蠟封處理以防止酸液腐蝕。上述的一種1&82，其特征在于，步驟二中所述Mg粉的質量純度不小于99%，所述Mg粉的粒度不大于44 μ m。上述的一種1&82，其特征在于，步驟二中所述無定形B粉的質量純度不小于99%，所述無定形B粉的粒度為0.3 μπι?0.5 μπι。上述的一種1〖82，其特征在于，步驟三中所述Nb箔的厚度為0.05mm ?0.2mm0上述的一種MgB2，其特征在于，步驟四中所述壓制的壓強為1MPa?20MPa，所述壓制的時間為30s?120s。上述的一種MgB2，其特征在于，步驟五中所述燒結處理的溫度為660°C?680°C，所述燒結處理的時間為Ih?2h。本專利技術與現有技術相比具有以下優點:1、本專利技術采用孔型壓制和粉末燒結相結合的工藝連接兩根1%82超導線材，孔型壓制后接頭部位中Mg-B混合粉體具有較高的致密度，同時所連接的兩根超導線材的接頭部位結合強度較高，接頭部位具有一定的抗彎曲性能，能夠保證線材在實際使用過程中承受一定的外加機械力作用或低溫勵磁過程中的洛侖茲力作用。2、本專利技術將兩根1%82超導線的接頭部位材均打磨成斜破狀，最大限度地保證了1882超導粉體的接觸面積，結合后續燒結熱處理工藝，可在接頭部位形成良好的超導連接性能，所制備1882超導線材接頭部位的電阻小于1X10 w歐姆。3、本專利技術結合孔型壓制和粉末燒結工藝將兩根MgB2超導線材連接在一起，孔型壓制使接頭部位結合強度較高，同時后續燒結熱處理過程能夠保證在接頭部位形成良好的MgB2超導相，從而實現兩根MgB 2超導線材的超導連接接頭。本專利技術能夠解決PIT工藝制備單根線材長度的限制，進而促進MgB2超導線材的實用化進程。下面結合附圖和實施例對本專利技術作進一步詳細說明。【附圖說明】圖1為本專利技術待壓制品的結構示意圖。附圖標記說明:1-1 一第一 MgB2超導線材； 1_2—第二 MgB 2超導線材；2一Mg-B 混合粉末；3—Nb 猜；4—Cu 管。【具體實施方式】實施例1本實施例MgB2包括以下步驟:步驟一、首先，將第一 1882超導線材1-1的待連接端和第二 MgB 2超導線材1_2的待連接端均進行蠟封處理，用以防止線材中的MgB2前驅體粉末被酸液腐蝕；然后，將第一1882超導線材1-1和第二 MgB 2超導線材1-2均置于硝酸溶液中進行酸洗處理，用以除去外部的Cu包套層，所述硝酸溶液中HNOr^ H2O的摩爾比為1: 1.8 ;之后，將酸洗處理后的第一皿882超導線材1-1的待連接端和酸洗處理后的第二 MgB 2超導線材1-2的待連接端均修磨成斜坡狀，斜坡角度(水平面與傾斜面的夾角)為5。；步驟二、首先，將質量純度不小于99 %，粒度不大于44 μ m的Mg粉與質量純度不小于99 %，粒度為0.3μπι?0.5μπι的無定形B粉按摩爾比1: 2混合均勻，得到Mg-B混合粉末2，然后，將Mg-B混合粉末2均勻鋪覆在步驟一中修磨后的第一 1882超導線材1-1的待連接端的端面上，之后，將鋪覆有Mg-B混合粉末2的第一 1882超導線材1-1的待連接端與修磨后的MgB2超導線材二 1-2的待連接端進行對接；步驟三、將厚度為0.15mm的Nb箔3包覆于步驟二中所述第一 1882超導線材1_1和第二皿882超導線材1-2外，然后將Cu管4套裝于Nb箔3外，得到待壓制品(所述待壓制品的結構如圖1所不);步驟四、將步驟三中所述待壓制品裝入孔型模具中，然后將裝有待壓制品的孔型模具置于油壓機中，利用油壓機對待壓制品進行壓制，控制壓制壓強為15MPa，壓制時間為60s，脫模后得到壓制品；步驟五、將步驟四中所述壓制品置于燒結爐中進行燒結處理，控制燒結溫度為660°C，燒結時間為2h，自然冷卻后得到連接后的Mg本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種MgB2超導線材的連接方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：步驟一、分別對第一MgB2超導線材(1?1)和第二MgB2超導線材(1?2)進行酸洗處理，然后將酸洗處理后的第一MgB2超導線材(1?1)的待連接端和酸洗處理后的第二MgB2超導線材(1?2)的待連接端均修磨成斜坡狀；步驟二、在步驟一中修磨后的第一MgB2超導線材(1?1)的待連接端端面上鋪覆Mg?B混合粉末(2)，然后將鋪覆有Mg?B混合粉末(2)的第一MgB2超導線材(1?1)的待連接端和修磨后的第二MgB2超導線材(1?2)的待連接端進行對接；所述Mg?B混合粉末(2)由Mg粉和無定形B粉按摩爾比(1.0～1.1)∶2混合均勻而成；步驟三、將Nb箔(3)包覆于步驟二中對接后的第一MgB2超導線材(1?1)和第二MgB2超導線材(1?2)外，然后將Cu管(4)套裝于所述Nb箔(3)外，得到待壓制品；步驟四、將步驟三中所述待壓制品裝入孔型模具中，然后將裝有待壓制品的孔型模具置于油壓機中，壓制、脫模后得到壓制品；步驟五、將步驟四中所述壓制品置于燒結爐中進行燒結處理，自然冷卻后得到連接后的MgB2超導線材。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：王慶陽，閆果，楊芳，熊曉梅，劉國慶，馮建情，李成山，馮勇，張平祥，
申請(專利權)人：西北有色金屬研究院，
類型：發明
國別省市：陜西;61