一种改良型青铜法Nb3Sn超导线材的制备方法
专利汇可以提供一种改良型青铜法Nb3Sn超导线材的制备方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 属于超导材料制备技术领域，公开一种改良型 青 铜 法Nb3Sn超 导线 材的制备方法，包括：制备由Sn或Sn 合金 箔和Cu箔缠绕在Nb棒上形成的组合体；将组合体装入第一无 氧 铜管中，随后加工成六方的Sn-Cu-Nb亚组元；将若干六方亚组元装入第二无氧铜管中，按密排六方组装得Nb3Sn坯料；对Nb3Sn坯料进行压延加工，制得Nb3Sn前驱体线材；对Nb3Sn前驱体线材进行青铜化和成相 热处理 ，制得成品Nb3Sn超导线材。本发明改善了普通青铜法Nb3Sn超导线材的塑性加工性能，减少了 退火 次数，同时提高了青铜法Nb3Sn超导线材的临界 电流 密度 性能，有利于Nb3Sn超导线材的大规模工业应用。，下面是一种改良型青铜法Nb3Sn超导线材的制备方法专利的具体信息内容。
1.一种改良型青铜法Nb3Sn超导线材的制备方法，其特征在于：其包括以下步骤：
1）将Sn箔和Cu箔堆叠后，卷绕在Nb棒上，形成Sn-Cu-Nb组合体，并将其装入第一无氧铜管中，得到Cu包套的Sn-Cu-Nb复合棒；
2）将上述Sn-Cu-Nb复合棒加工成一定尺寸的六边形结构后定尺切断，得到六方的Cu包套Sn-Cu-Nb亚组元；
3）将若干六方的Cu包套Sn-Cu-Nb亚组元装入第二无氧铜管中，按密排六方组装，得到改良型青铜法Nb3Sn坯料；
4）对上述Nb3Sn坯料进行压延加工，制得Nb3Sn前驱体线材；
5）对Nb3Sn前驱体线材依次进行青铜化热处理和成相热处理，即获得成品的Nb3Sn超导线材。
2.根据权利要求1所述的改良型青铜法Nb3Sn超导线材的制备方法，其特征在于：所述步骤1）中，Cu箔紧挨着Nb棒表面；Nb和Sn的摩尔比为3，Sn与Cu的摩尔比为0.05 0.5；Cu箔的厚~
度为0.1 1.0 mm。
~
3.根据权利要求1所述的改良型青铜法Nb3Sn超导线材的制备方法，其特征在于：所述步骤1）中，Sn箔用Sn-Ti合金箔替代，所述Sn-Ti合金箔中的Ti含量为1 3 wt.%。
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4.根据权利要求1所述的改良型青铜法Nb3Sn超导线材的制备方法，其特征在于：所述步骤5）中，青铜化热处理和成相热处理均在Ar气氛保护或真空条件下进行。
5.根据权利要求1所述的改良型青铜法Nb3Sn超导线材的制备方法，其特征在于：所述步骤5）中，所述青铜化热处理是指将Nb3Sn前驱体线材加热至400~ 420 oC，保温9~10小时。
6.根据权利要求5所述的改良型青铜法Nb3Sn超导线材的制备方法，其特征在于：所述步骤5）中，所述成相热处是指将青铜化热处理后的线材继续加热至630 670 oC，保温1 10 小~ ~
时。
一种改良型青铜法Nb3Sn超导线材的制备方法
技术领域
背景技术
发明内容
1）将Sn箔和Cu箔堆叠后，卷绕在Nb棒上，形成Sn-Cu-Nb组合体，并将其装入第一无氧铜管中，得到Cu包套的Sn-Cu-Nb复合棒；
该步骤实施过程中，Cu箔紧挨着Nb棒表面；Nb和Sn的摩尔比为3，Sn与Cu的摩尔比为
0.05 0.5；Cu箔的厚度为0.1 1.0 mm；
~ ~
2）将上述Sn-Cu-Nb复合棒加工成一定尺寸的六边形结构后定尺切断，得到六方的Cu包套Sn-Cu-Nb亚组元；
3）将若干六方的Cu包套Sn-Cu-Nb亚组元装入第二无氧铜管中，按密排六方组装，得到改良型青铜法Nb3Sn坯料；
4）对上述Nb3Sn坯料进行压延加工，制得Nb3Sn前驱体线材；
5）对Nb3Sn前驱体线材依次进行青铜化热处理和成相热处理，即获得成品的Nb3Sn超导线材。
具体实施方式
1）取Nb棒（长300 mm，直径5 mm，纯度99.9 %）、Sn箔（宽300 mm，纯度99.9 %）和Cu箔（宽
300 mm，厚0.1 mm，纯度99.9 %）为原材料，其中Sn箔与Cu箔的摩尔比为0.05。将Sn箔和Cu箔堆叠后缠绕在Nb棒上，直到Sn-Cu-Nb组合体直径为10 mm，并将其装入外径为12 mm、壁厚为
1.0 mm的无氧铜管中，获得Cu包套的Sn-Cu-Nb复合棒。
4）对上述Nb3Sn坯料进行拉拔加工，制得直径1.0 mm的Nb3Sn前驱体线材；
5）在Ar气氛保护条件下，将上述Nb3Sn前驱体线材加热至400 oC，保温10 h，随后再继续加热至630 oC，保温10 h，即获得成品的Nb3Sn超导线材。
1）取Nb棒（长150 mm，直径10 mm，纯度99.9 %）、Sn-1 wt.%Ti合金箔（宽150 mm，纯度
99.9 %，以下简称Sn合金箔）和Cu箔（宽150 mm，厚0.5 mm，纯度99.9 %）为原材料，其中Sn合金箔与Cu箔的摩尔比为0.2。将Sn合金箔和Cu箔堆叠后缠绕在直径棒上，直到Sn-Cu-Nb组合体直径为30 mm，并将其装入外径为36 mm、壁厚为3.0 mm的无氧铜管中，并将两端采用真空电子束密封，获得Cu包套的Sn-Cu-Nb复合棒；
2）将上述复合棒采用静液挤压方法加工成直径12 mm的复合棒，随后通过拉拔加工成对边距为2.5 mm六方棒后，定尺切断成两米长，得到若干六方的Sn-Cu-Nb亚组元；
3）将37根六方的亚组元装入外径21 mm、壁厚为1.5 mm、长度两米的无氧铜管中，按密排六方组装，得到改良型青铜法Nb3Sn坯料；
4）对上述Nb3Sn坯料进行拉拔加工，制得直径0.82 mm的Nb3Sn前驱体线材；
5）在Ar气氛保护条件下，将上述Nb3Sn前驱体线材加热至400 oC，保温10 h，随后再继续加热至650 oC，保温5 h，即获得成品的Nb3Sn超导线材。
致密度以及连接性良好，在4.2 K、12T下临界电电流密度（Jc）可以达到1620 A/mm ，高于目前现有常规的青铜法Nb3Sn线材的1000-1200 A/mm2。
1）取Nb棒（长450 mm，直径8 mm，纯度99.9 %）、Sn-3 wt.%Ti合金箔（宽450 mm，纯度
99.9 %，以下简称Sn合金箔）和Cu箔（宽450 mm，厚1.0 mm，纯度99.9 %）为原材料，其中Sn合金箔与Cu箔的摩尔比为0.5。将Sn合金箔和Cu箔堆叠后缠绕在Nb棒上，直到Sn-Cu-Nb组合体直径为18 mm，并将其装入外径为20 mm、壁厚为1.0 mm的无氧铜管中，并将两端采用真空电子束密封，获得Cu包套的Sn-Cu-Nb复合棒；
2）将上述复合棒采用冷等静挤压方法压密后，通过辊模和六方模具拉拔等方式加工成对边距为3.5 mm六方棒后，定尺切断成3米长，得到若干六方的Sn-Cu-Nb亚组元；
3）将61根六方的亚组元装入外径38 mm、壁厚为3.0 mm、长度3米的无氧铜管中，按密排六方组装，得到改良型青铜法Nb3Sn坯料；
4）对上述Nb3Sn坯料进行拉拔加工，制得直径1.0 mm的Nb3Sn前驱体线材；
5）在真空条件下，将上述Nb3Sn前驱体线材加热至400 oC，保温10 h，随后再继续加热o
至670 C，保温1 h，即获得成品的Nb3Sn超导线材。
1）取Nb棒（长300 mm，直径6 mm，纯度99.9 %）、Sn-2 wt.% Ti合金箔（宽150 mm，纯度
99.9 %，以下简称Sn合金箔）和Cu箔（宽150 mm，厚0.2mm，纯度99.9 %）为原材料，其中Sn合金箔与Cu箔的摩尔比为0.35。将Sn合金箔和Cu箔堆叠后缠绕在Nb棒上，直到Sn-Cu-Nb组合体直径为12 mm，并将其装入外径为14 mm、壁厚为1.0 mm的无氧铜管中，获得Cu包套的Sn-Cu-Nb复合棒；
2）将上述复合棒，通过镟锻和拉拔加工成对边距为2.5 mm六方棒后，定尺切断成两米长，得到若干六方的Sn-Cu-Nb亚组元；
3）将37根六方的亚组元装入外径21 mm、壁厚为1.5 mm、长度为2米的无氧铜管中，按密排六方组装，得到改良型青铜法Nb3Sn坯料；
4）对上述Nb3Sn坯料进行拉拔加工，制得直径0.86 mm的Nb3Sn前驱体线材；
o
5）在真空条件下，将上述Nb3Sn前驱体线材加热至400 C，保温10 h，随后再继续加热至650 oC，保温6 h，即获得成品的Nb3Sn超导线材。
前现有常规的青铜法Nb3Sn线材的1000-1200 A/mm。
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