技术领域
[0001] 本
发明涉及一种内锡法Nb3Sn超导线的热处理方法,属于超导材料加工技术领域, 采用该方法热处理后的内锡法Nb3Sn超导线具备低
磁滞损耗特点。
背景技术
[0002] 内锡法Nb3Sn超导线在IOT以上强
磁场条件下具有高的临界
电流密度。它是制造高场磁体的核心材料,在实用化超导材料中具有重要地位。由中国、欧盟、美国、俄罗斯、日本、韩国、印度等七方参与的国际热
核聚变实验堆(ITER)项目需要大量的Nb3Sn超导线。
[0003] 内锡法Nb3Sn超导线的制备工序如下:首先,将Sn-Ti
合金棒插入经过加工得到的 Cu/Nb多芯复合管内,经拉伸和成型得到亚组元。其次,再将19个亚组元与Ta管、高剩余
电阻率(RRR值)的无
氧Cu管进行组装后得到最终坯料。最终坯料经过若干道次拉伸后,再经过扭绞和最终拉伸,得到了内锡法Nb3Sn最终股线。最后,必须经
过热处理才能使股线中的Sn和Nb发生反应生成Nb3Sn超导相。ITER要求Nb3Sn超导线具有中等临界电流密度同时具有较低
磁滞损耗。其单位体积磁滞损耗要求在4. 22K,士3T条件下,不超过500mJ/cm3。 合理有效的热处理制度是制备低磁滞损耗内锡法Nb3Sn超导线的关键因素之一。
发明内容
[0004] 要解决的技术问题
[0005] 为了避免
现有技术的不足之处,本发明提出一种内锡法Nb3Sn超导线的热处理方法,经此方法热处理的内锡法Nb3Sn超导线中芯丝搭接程度减轻,磁滞损耗明显降低。
[0006] 技术方案
[0007] 一种内锡法Nb3Sn超导线的热处理方法,其特征在于步骤如下:
[0008] 步骤1 :内锡法Nb3Sn超导线用酒精或丙
酮清洁后缠绕到磁滞损耗测试骨架上;
[0009] 步骤2 :置入
真空充氩热处理炉的真空室内后关闭真空室,对真空室进行抽真空, 抽至真空度达到5X lOipa以下;
[0010] 步骤3 :打开加热
开关,进行真空热处理,热处理过程
温度变化为:210°C下保温 50h,然后升温340°C保温25h,继续升温至450°C保温25h,继续升温至575°C保温100〜 150h,继续升温至650°C保温50〜80h完成,每次升温速率为5°C /h。
[0011] 有益效果
[0012] 本发明提出的内锡法Nb3Sn超导线的热处理方法,能够使得内锡法Nb3Sn超导线中芯丝搭接程度减轻,磁滞损耗明显降低。图2为不同热处理制度热处理后内锡法Nb3Sn超导线的典型磁化曲线。从中发现,随着575°C保温时间从IOOh增加到150h,650°C保温时间相应从IOOh减小到50h,样品单位体积磁滞损耗从600mJ/cm3降低到349mJ/cm3。图3为经不同热处理制度后内锡Nb3Sn超导线的SEM照片。图3(a)〜(d)为样品单位体积磁滞损耗为600〜349mJ/cm3股线芯丝的SEM照片。由图可见,随着芯丝搭接程度降低,样品单位体积磁滞损耗从600mJ/cm3降低到349mJ/cm3。
附图说明
[0013] 图1是磁滞损耗测试骨架示意图;
[0014] 图2是不同热处理制度热处理后内锡法Nb3Sn超导线的典型磁化曲线;
[0015] 图3是经不同热处理制度后内锡Nb3Sn超导线的SEM照片。
具体实施方式
[0016] 现结合
实施例、附图对本发明作进一步描述:
[0017] 实施例1
[0018] 取1. 3〜1. 6m长的内锡法Nb3Sn超导线用酒精或丙酮彻底清洁后,缠绕到磁滞损耗测试骨架上。
[0019] 将组装好的样品放入真空充氩热处理炉的真空室内,并关闭真空室。对真空室进行抽真空,抽至真空度达到5X10_3pa以下。
[0020] 在真空度达到要求后,进行热处理,热处理过程温度变化为:210°C下保温50h,然后升温340°C保温25h,继续升温至450°C保温25h,继续升温至575°C保温100h,继续升温至650°C保温80h完成,每次升温速率为5°C /h。
[0021] 如图2所示,本例中样品所测单位体积磁滞损耗为456mJ/cm3。图3 (b)为其SEM 照片。
[0022] 实施例2
[0023] 取1. 3〜1. 6m长的内锡法Nb3Sn超导线用酒精或丙酮彻底清洁后,缠绕到磁滞损耗测试骨架上。
[0024] 将组装好的样品放入真空充氩热处理炉的真空室内,并关闭真空室。对真空室进行抽真空,抽至真空度达到5X10_3pa以下。
[0025] 在真空度达到要求后,进行热处理,热处理过程温度变化为:210°C下保温50h,然后升温340°C保温25h,继续升温至450°C保温25h,继续升温至575°C保温125h,继续升温至650°C保温65h完成,每次升温速率为5°C /h。
[0026] 如图2所示,本例中样品所测单位体积磁滞损耗为372mJ/cm3,图3 (c)为其SEM照片。
[0027] 实施例3
[0028] 取1. 3〜1. 6m长的内锡法Nb3Sn超导线用酒精或丙酮彻底清洁后,缠绕到磁滞损耗测试骨架上。
[0029] 将组装好的样品放入真空充氩热处理炉的真空室内,并关闭真空室。对真空室进行抽真空,抽至真空度达到5X10_3pa以下。
[0030] 在真空度达到要求后,进行热处理,热处理过程温度变化为:210°C下保温50h,然后升温340°C保温25h,继续升温至450°C保温25h,继续升温至575°C保温150h,继续升温至650°C保温50完成,每次升温速率为5°C /h。
[0031] 如图2所示,本例中样品所测单位体积磁滞损耗为349mJ/cm3,图3 (d)为其SEM照片。