专利名称：7芯千米级MgB<sub>2</sub>/Nb/Cu超导线材及其制备方法
技术领域：
本发明属于超导材料加工工程技术领域,具体涉及一种7芯千米级MgB2/Nb/Cu超导线材及其制备方法。
背景技术：
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。
发明内容
本发明所要解决 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本发明的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，本发明采用的技术方案是: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，本发明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本发明与现有技术相比具有以下优点:1、本发明的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、本发明的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、本发明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、本发明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，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
图1为本发明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为本发明复合管的结构示意图。图3为本发明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的尺寸相同。本实施例的7芯千米级MgB2/Nb/Cu超导线材的制备方法为: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IOmm,壁厚为1.0mm,长度为2000mm的Nb管4中，再将Nb管4装入外径为13mm,壁厚为
1.0mm的第一无氧铜管5中，得到复合管；步骤二、将步骤一中所述复合管以10%的道次加工率拉拔成直径为8.6mm的一次复合单芯线材I，然后对所述一次复合单芯线材I定尺3000mm，截断后矫直，再对经矫直后的一次复合单芯线材I进行清洗以去除一次复合单芯线材I表面的油污和氧化层；步骤三、将一根直径为8.6mm的Cu/Nb复合棒2在650°C退火1.0h，然后与六根步骤二中清洗后的一次复合单芯线材I装入第二无氧铜管3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,壁厚为1.5mm,长度为3000mm ；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，长度为1050米的7芯千米级MgB2/Nb/Cu超导线材；所述拉拔的起始4个道次的道次加工率为25%，其余道次的道次加工率为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 为 2.1XlOVcm2O本实施例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7芯千米级MgB2/Nb/Cu超导线材可以用于MRI磁体绕制。实施例2 如图2和图3所示，本实施例的7芯千米级MgB2/Nb/Cu超导线材与实施例I相同，其中不同之处在于:所述Mg粉、B粉和掺杂粉末SiC的原子比为Mg: B: SiC=1: 1.95: 0.05 ;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56.5%，铌的面积占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% (SiC忽略不计)；所述Cu/Nb复合棒2中无氧铜和金属铌的质量比为1: 1.2 ;所述一次复合单芯线材I的横截面为正六边形。本实施例的7芯千米级MgB2/Nb/Cu超导线材的制备方法为: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
11.5mm,壁厚为1.2mm,长度为2000mm的Nb管4中，再将Nb管4装入外径为15mm,壁厚为1.3mm,长度为2000mm的第一无氧铜管5中,得到复合管；步骤二、将步骤一中所述复合管以8%的道次加工率拉拔成横截面对边长为8.5mm的一次复合单芯线材I，然后对所述一次复合单芯线材I定尺2000mm，截断后矫直，再对经矫直后的一次复合单芯线材I进行清洗以去除一次复合单芯线材I表面的油污和氧化层；步骤三、将一根横截面为正六边形、横截面对边长为8.5mm的Cu/Nb复合棒2在680°C退火1.5h，与六根步骤二中清洗后的一次复合单芯线材I装入外径为50mm，壁厚为
1.5_，长度为2000_的第二无氧铜管3中进行二次组装，得到7芯复合棒；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，长度为1600米的7芯千米级MgB2/Nb/Cu超导线材；所述拉拔的起始4个道次的道次加工率为20%,其余道次的道次加工率为8% ;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 为 2.8 X IOVcm20本实施例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7芯千米级MgB2/Nb/Cu超导线材可以用于MRI磁体绕制。实施例3如图1和图2所示，本实施例的7芯千米级MgB2/Nb/Cu超导线材与实施例I相同，其中不同之处在于:所述Mg粉、B粉和掺杂粉末SiC的原子比为Mg: B: SiC=I: 1.9: 0.1 ;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% (SiC忽略不计)；所述Cu/Nb复合棒2中无氧铜和金属铌的质量比为1: 0.8。本实施例的7芯千米级MgB2/Nb/Cu超导线材的制备方法为: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
I1.5mm,壁厚为1.2mm,长度为2000mm的Nb管4中，再将Nb管4装入外径为15mm,壁厚为1.3mm的第一无氧铜管5中，得到复合管；步骤二、将步骤一中所述复合管以5%的道次加工率拉拔成直径为12.4mm的一次复合单芯线材I，然后对所述一次复合单芯线材I依次定尺2000mm，截断后矫直，再对经矫直后的一次复合单芯线材I进行清洗以去除一次复合单芯线材I表面的油污和氧化层；步骤三、将一根直径为12.4mm的Cu/Nb复合棒2在700°C退火1.0h,然后与六根步骤二中清洗后的一次复合单芯线材I装入第二无氧铜管3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45mm,壁厚为3mm,长度为2000mm ；
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，长度为1600米的7芯千米级MgB2/Nb/Cu超导线材；所述拉拔的起始3个道次的道次加工率为30%，其余道次的道次加工率为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 彡 3.1 X IOVcm2。本实施例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7芯千米级MgB2/Nb/Cu超导线材可以用于MRI磁体绕制。实施例4如图1和图2所示，本实施例的7芯千米级MgB2/Nb/Cu超导线材与实施例I相同，其中不同之处在于: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60%,银的面积占7芯千米级MgB2/Nb/Cu超导线材总面积的20%，MgB2的面积占7芯千米级MgB2/Nb/Cu超导线材总面积的20% (SiC忽略不计)；所述Cu/Nb复合棒2中无氧铜和金属铌的质量比为1: 1.5。本实施例的7芯千米级MgB2/Nb/Cu超导线材的制备方法为: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12mm,壁厚为1.5mm,长度为2700mm的Nb管4中，再将Nb管4装入外径为15mm,壁厚为1.3mm,长度为2700mm的第一无氧铜管5中,得到复合管；步骤二、将步骤一中所述复合管以10%的道次加工率拉拔成直径为12.4mm的一次复合单芯线材I，然后对所述一次复合单芯线材I定尺3000mm，截断后矫直，再对经矫直后的一次复合单芯线材I进行清洗以去除一次复合单芯线材I表面的油污和氧化层；步骤三、将一根直径为12.4mm的Cu/`Nb复合棒2在700°C退火1.0h,然后与六根步骤二中清洗后的一次复合单芯线材I装入外径为45mm,壁厚为3.5mm,长度为3000mm的第二无氧铜管3中进行二次组装，得到7芯复合棒；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，长度为2100米的7芯千米级MgB2/Nb/Cu超导线材；所述拉拔的起始5个道次的道次加工率为20%,其余道次的道次加工率为5% ;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 为 2.1XlOVcm2O本实施例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7芯千米级MgB2/Nb/Cu超导线材可以用于MRI磁体绕制。实施例5如图2和图3所示，本实施例的7芯千米级MgB2/Nb/Cu超导线材与实施例I相同，其中不同之处在于:所述Mg粉、B粉和掺杂粉末SiC的原子比为Mg: B: SiC=I: 1.9: 0.1 ;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55%,银的面积占7芯千米级MgB2/Nb/Cu超导线材总面积的23%，MgB2的面积占7芯千米级MgB2/Nb/Cu超导线材总面积的22% (SiC忽略不计)；所述Cu/Nb复合棒2中无氧铜和金属铌的质量比为1: 1.2 ;所述一次复合单芯线材I的横截面为正六边形。
本实施例的7芯千米级MgB2/Nb/Cu超导线材的制备方法为: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IOmm,壁厚为1.0mm,长度为2000mm的Nb管4中，再将Nb管4装入外径为14mm,壁厚为1.5mm,长度为2000mm的第一无氧铜管5中,得到复合管；步骤二、将步骤一中所述复合管以10%的道次加工率拉拔成横截面对边长为
7.45mm的一次复合单芯线材I，然后对所述一次复合单芯线材I定尺3000mm,截断后矫直，再对经矫直后的一次复合单芯线材I进行清洗以去除一次复合单芯线材I表面的油污和氧化层；步骤三、将一根横截面为正六边形、横截面对边长为7.45mm的Cu/Nb复合棒2在650°C退火2.0h，与六根步骤二中清洗后的一次复合单芯线材I装入外径为30mm，壁厚为
1.5_，长度为3000_的第二无氧铜管3中进行二次组装，得到7芯复合棒；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，长度为1000米的7芯千米级MgB2/Nb/Cu超导线材；所述拉拔的起始4个道次的道次加工率为20%,其余道次的道次加工率为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 为 2.4 X IOVcm20本实施例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7芯千米级MgB2/Nb/Cu超导线材可以用于MRI磁体绕制。对比例I超导线材设计:结构与实施例1相同，各组元所占面积比例设计为:无氧铜占65%、Nb 占 15%、MgB2 占 20% (SiC 忽略不计)。步骤一、将Mg粉、B粉和掺杂粉末SiC按照1: 1.92: 0.08的原子比进行配料，在IS气保护条件下混合均勻后装入外径为IOmm,壁厚为0.7mm,长度为2000mm的Nb管中，再将Nb管装入外径为13.5mm,壁厚为1.5mm,长度为2000mm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10%的道次加工率拉拔成直径为8.6mm的一次复合单芯线材I，然后对所述一次复合单芯线材I依次定尺3000mm，截断后矫直，再对经矫直后的一次复合单芯线材I进行清洗以去除一次复合单芯线材I表面的油污和氧化层；步骤三、将一根直径为8.6mm的Cu/Nb复合棒2在650°C退火1.0h，然后与六根步骤二中清洗后的一次复合单芯线材I装入第二无氧铜管3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,壁厚为1.5mm,长度为3000mm ；步骤四、对步骤三中所述7芯复合棒进行拉拔，起始4个道次的道次加工率为25%，其余道次的道次加工率为10%，当拉拔至直径为18mm时，出现“香肠节”，继续拉拔加工出现断线，采用硝酸腐蚀掉“香肠节”点的表面Cu后发现Nb阻隔层被混合粉末割裂，致使各组元在加工过程中的变形不均，出现断线。对比例2超导线材设计:结构与实施例1相同，各组元所占面积比例设计为:无氧铜占45%、Nb 占 25%、MgB2 占 30% (SiC 忽略不计)。步骤一、将Mg粉、B粉和掺杂粉末SiC按照1: 1.92: 0.08的原子比进行配料，在IS气保护条件下混合均勻后装入外径为11.2mm,壁厚为Imm,长度为2000mm的Nb管中，再将Nb管装入外径为13.5mm,壁厚为1.0mm,长度为2000mm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10%的道次加工率拉拔成直径为9.2mm的一次复合单芯线材I，然后对所述一次复合单芯线材I依次定尺3000mm，截断后矫直，再对经矫直后的一次复合单芯线材I进行清洗以去除一次复合单芯线材I表面的油污和氧化层；步骤三、将一根直径为9.2mm的Cu/Nb复合棒2在650°C退火1.0h，然后与六根步骤二中清洗后的一次复合单芯线材I装入第二无氧铜管3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,壁厚为1.0mm,长度为3000mm ；步骤四、对步骤三中所述7芯复合棒进行拉拔，起始4个道次的道次加工率为25%，其余道次的道次加工率为10%，当拉拔至直径为5mm时，出现断线。分析原因可能是作为包套的无氧铜组元含量较少，在7芯复合棒拉拔加工时，没有足够的Cu去填充7芯复合棒之间的空隙，致使各芯棒及芯棒和包套之间的结合不好而导致断线。通过实施例1至实施例5与对比例I和对比例2的对比发现，线材中各组分的面积比例对线材的性能起到了重要作用，本发明通过调整各组分合适的面积比例，控制Cu管和Nb管的厚度，保证了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。以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何限制，凡是根据发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。
权利要求
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/Cu超导线材总面积的56.5%，铌的面积占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%。
5.一种制备如权利要求1、2或3所述的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(4)中，再将Nb管(4)装入外径为1 3mm 15mm,壁厚为1.0mm 1.5mm的第一无氧铜管(5)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(I )，然后对所述一次复合单芯线材(I)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(I)进行清洗以去除一次复合单芯线材(I)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(2)与六根步骤二中清洗后的一次复合单芯线材(I)装入第二无氧铜管(3)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 ^ 2.1X 104A/cm2。
全文摘要
本发明公开了一种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%。本发明还公开了该线材的制备方法。本发明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。
文档编号H01B12/10GK103151110SQ20131010069
公开日2013年6月12日 申请日期2013年3月26日 优先权日2013年3月26日
发明者焦高峰, 王庆阳, 刘国庆, 贾佳林, 熊晓梅, 杨芳, 闫果, 李成山 申请人:西北有色金属研究院