一种用于超导线材的NbTi材料及制备方法与流程

文档序号:37309877发布日期:2024-03-13 20:58阅读:10来源:国知局

本发明属于超导线材,涉及一种用于超导线材的nbti材料及制备方法。


背景技术:

1、nbti/cu超导线材具有良好的加工特性,稳定的超导性能和较低的价格等优点,广泛应用于超导磁体中。随着磁共振(mri)和核磁共振(nmr)等超导技术的发展,对高临界电流密度铌钛超导材料的需求在不断增加。而铌钛超导线材需要通过多次(≥3次)时效热处理生成钉扎相才能获得高的临界电流密度。热处理时间总长为100h~500h,需要大量的人力、电力、炉内气体和循环水等资源,也使得生产周期变长。超导材料在热处理时只能盘圆热处理,热处理炉的中间部位是空的,没有有效利用。


技术实现思路

1、本发明的目的在于解决超导线材制备时,热处理效率低和生产周期长的技术问题。

2、基于上述目的,本发明提供了一种用于超导线材的nbti材料及制备方法来满足本领域内的这种需要。

3、一方面,本发明涉及一种用于超导线材的nbti材料的制备方法,其包括:对nbti锭进行熔炼、锻造和成形,制得nbti材料;

4、所述熔炼nbti锭后,所述锻造进行前,进行至少1次时效热处理;所述锻造进行时,进行1~3次时效热处理;

5、所述锻造结束后,进行1~3次时效热处理。

6、进一步地,本发明提供的用于超导线材的nbti材料的制备方法中,所述制得nbti材料前,进行时效热处理的总次数为3~5次。

7、另一方面,本发明涉及一种用于超导线材的nbti棒,其包括:采用上述的用于超导线材的nbti材料的制备方法制得nbti材料,所述nbti材料成形制成棒状,制得所述nbti棒。

8、另一方面,本发明涉及一种多芯nbti/cu复合线的制备方法,其包括:采用nb作为阻隔层,将权利要求4所述的nbti棒装入cu管,制得nbti/nb/cu单芯锭;

9、将所述nbti/nb/cu单芯锭进行挤压、多道次拉伸和至少1次时效热处理,制得nbti/nb/cu单芯线;

10、将多股所述nbti/nb/cu单芯线,通过锡液和模具焊接在一起,制得所述多芯nbti/cu复合线。

11、进一步地,本发明提供的多芯nbti/cu复合线的制备方法中,所述通过锡液中,锡液温度为200~400℃,过锡液的速度为30m/min~100m/min。

12、进一步地,本发明提供的多芯nbti/cu复合线的制备方法中,所述多股为7股~1000股。

13、另一方面,本发明涉及一种多芯nbti/cu复合线,其采用上述的多芯nbti/cu复合线的制备方法制得。

14、进一步地,本发明提供的用于超导线材的nbti材料的制备方法或本发明提供的多芯nbti/cu复合线的制备方法中,任一所述时效热处理的温度为295~520℃,时间为3~60h。

15、另一方面,本发明涉及上述的用于超导线材的nbti材料的制备方法制得的nbti材料,或上述的用于超导线材的nbti棒,或上述的多芯nbti/cu复合线在超导线材制备中的应用。

16、与现有技术相比,本发明提供的技术方案具备以下有益效果或优点:

17、(1)区别于传统铌钛超导线材在加工过程中才进行时效热处理,本发明在nbti锭制成nbti材料时,引入多次时效热处理,这样就能较早的生成超导钉扎相α-ti,可大幅提高铌钛超导线材在高场的临界电流密度。若热处理次数少于3次,则性能较低。若热处理次数高于5次,则性能没有明显的提升。

18、(2)区别于传统铌钛超导线材在加工过程中才进行时效热处理,本发明在nbti锭制成nbti材料时,引入多次时效热处理,此时还未引入铜,避免了原有的制备方法在热处理时也将铜进行了热处理,本发明可大大提高热处理效率,热处理效率提升近3倍。采用相同的热处理炉,用该专利方法可制备9吨的超导线材,而传统制备铌钛超导线材的方法仅可制备3吨的超导线材。本发明采用这样的技术手段,也降低了原有的制备方法在热处理时,铜对超导相污染的风险。

19、(3)锡液是一种很好的焊接试剂,可有效的将nbti/cu超导芯丝连接起来,且锡的导热性很好,应用于超导磁体中可快速散发产生的热量,保护超导磁体。



技术特征:

1.一种用于超导线材的nbti材料的制备方法,其特征在于,包括:对nbti锭进行熔炼、锻造和成形,制得nbti材料;

2.根据权利要求1所述的用于超导线材的nbti材料的制备方法,其特征在于,所述制得nbti材料前,进行时效热处理的总次数为3~5次。

3.一种用于超导线材的nbti棒,其特征在于,包括:采用权利要求1~3任一项所述的用于超导线材的nbti材料的制备方法制得nbti材料,所述nbti材料成形制成棒状,制得所述nbti棒。

4.一种多芯nbti/cu复合线的制备方法,其特征在于,包括:采用nb作为阻隔层,将权利要求3所述的nbti棒装入cu管,制得nbti/nb/cu单芯锭;

5.根据权利要求4所述的多芯nbti/cu复合线的制备方法,其特征在于,所述通过锡液中,锡液温度为200~400℃,过锡液的速度为30m/min~100m/min。

6.根据权利要求4所述的多芯nbti/cu复合线的制备方法,其特征在于,所述多股为7股~1000股。

7.一种多芯nbti/cu复合线,其特征在于,采用权利要求4~6任一项所述的多芯nbti/cu复合线的制备方法制得。

8.根据权利要求1所述的用于超导线材的nbti材料的制备方法或权利要求4所述的多芯nbti/cu复合线的制备方法,其特征在于,任一所述时效热处理的温度为295~520℃,时间为3~60h。

9.权利要求1~2任一项所述的用于超导线材的nbti材料的制备方法制得的nbti材料,或权利要求3所述的用于超导线材的nbti棒,或权利要求7所述的多芯nbti/cu复合线在超导线材制备中的应用。


技术总结
本发明属于超导线材技术领域,涉及一种用于超导线材的NbTi材料及制备方法。NbTi材料的制备方法包括:对NbTi锭进行熔炼、锻造和成形,制得NbTi材料;所述熔炼NbTi锭后,所述锻造进行前,进行至少1次时效热处理;所述锻造进行时,进行1~3次时效热处理;所述锻造结束后,进行1~3次时效热处理。本发明解决了超导线材制备时,热处理效率低和生产周期长的技术问题。

技术研发人员:朱燕敏,郭强,王瑞龙,周子敬,张凯林,韩路洋,杨逸文,房元昆,武博,刘向宏,冯勇
受保护的技术使用者:西安聚能超导线材科技有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/3/12
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