本发明属于超导线材制造技术领域，具体涉及一种提高mgb2线材性能的制备方法。
背景技术：
近年来，随着bi系、y系和二硼化镁(mgb2)为代表的高温超导材料的兴起，高温超导材料的研发取得了突破性进展。相比于低温超导，高温超导以其优越的临界载流能力、热磁稳定性、相对廉价的运行成本受到更多机构、单位及相关研究工作者的青睐。二硼化镁(mgb2)超导体是于2011年发现的临界温度仅为39k的新型超导材料，由于制作成本低廉、各向异性较小、相干长度大、临界温度相对较高等特点，已经应用于mri磁体、超导电缆、超导电机等领域，有望成为大规模应用的新型超导材料。
mgb2超导线材的主要制备方法有粉末套管法，即pit(powderintube)和连续填充成型法，即ctff(continuoustubeformingfilling)，ctff需要复杂的设备和工艺，而pit工艺流程容易控制，成为目前制备mgb2的主要方法。然而，这种方法制备的mgb2线材，临界电流密度都比较低，主要由于粉末装管过程中mg粉和b粉会大量吸附空气，导致加工过程中气泡的累积，在芯丝内部形成压力，芯丝致密性低，从而造成线材加工过程中容易发生断线，影响线材加工的成品率。通常来讲，提高mgb2线材致密性的主要方法以反复研磨、烧结为主，该方法在一定程度上解决了由于晶粒粗大、晶界面积小等因素导致的mgb2线材性能问题。然而，随着工程实践对线材性能要求的不断提高，获得一种更高载流能力、更加稳定、易于实现、适用性强的mgb2线材制备方法十分必要。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种能够从根本上解决传统粉末套管法制备mgb2线材晶粒粗大、晶界连接差、气泡掺杂、等问题，进一步提高超导线材的致密性，解决线材拉拔过程中因缩孔导致的断线问题的提高mgb2超导线材致密性的制备方法，。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：
步骤一：按1：2的原子比取mg粉和b粉，然后将mg粉和b粉在气氛保护下充分混合均匀；
步骤二：将混合均匀的mg-b粉末灌装到无氧铜管中；
步骤三、将cu/mg-b复合体放入超导螺线管线圈中，随后利用脉冲电源给线圈提供一个随时间周期变化的电流，经过10-30分钟后获得致密的cu/mg-b预制件；
步骤四、将上述cu/mg-b预制件加工成线材；
步骤五、将上述获得的线材放入热处理炉中，在550℃～950℃的真空或惰性气氛保护保温0.1～10h，随炉冷却至室温，即获得高密度的mgb2超导线材。
所述步骤一的气氛保护为惰性气氛保护。
所述步骤二中无氧铜管的外径为φ10～20mm，壁厚为1～5mm，长度为10～1000mm。
所述步骤三中超导螺线管线圈内径为20～30mm，线圈匀场区长度与所需处理的cu/mg-b复合体长度一致。
所述的线材加工采用拉拔工艺，道次加工率为5％～10％。
所述的步骤四中线材直径为1.0～2.0mm。
本发明以超导线材制备的粉末套管法为基础，通过利用cu管在脉冲电流下的涡流效应，产生径向压力使得mg粉与b粉充分混合，有效的提高了mgb2线材的致密性，预防了传统制备工艺过程中由于气泡掺杂对mgb2线材性能的影响。尤其对mgb2长线的制备提供了新思路。本发明制备的mgb2线材可以大规模应用于mri超导磁体、储能磁体、变压器等。
具体实施方式
实施例1：
步骤一：按1：2的原子比取mg粉(mg，纯度99％，-325目)和无定型b粉(b，纯度95％，100～250nm)，然后将mg粉和b粉在ar气氛保护下利用形星式球磨机充分混合均匀；
步骤二：将混合均匀的mg-b粉末灌装到外径为φ20mm，壁厚为2.0mm，长度为300mm的无氧铜管中；
步骤三、将cu/mg-b复合体放入线圈内径为30mm，线圈匀场区长度为300mm的超导螺线管线圈中，随后利用脉冲电源给线圈提供一个随时间周期变化的电流，经过10分钟后获得致密的cu/mg-b预制件；
步骤四、将上述cu/mg-b预制件采用拉拔工艺，以8％的道次变形率加工直径为1.0mm的线材，线材长度达到350m，未断线；
步骤五、将上述获得的线材放入热处理炉中，在550℃的真空或惰性气氛保护保温10h，随炉冷却至室温，即获得高密度的mgb2超导线材。
将所获得的线材进行超导性能测试和显微分析，线材超导转变温度tc达到37k，临界电流密度jc在20k，自场下达到了3x105a/mm2；微观结构分析显示，超导体内部的孔隙率比普通线材提高了20％。
实施例2：
步骤一：按1：2的原子比取mg粉(mg，纯度98％，100μm)和无定型b粉(b，纯度99％，100～150nm)，然后将mg粉和b粉在ar气氛保护下利用形星式球磨机充分混合均匀；
步骤二：将混合均匀的mg-b粉末灌装到外径为φ20mm，壁厚为5.0mm，长度为1000mm的无氧铜管中；
步骤三、将cu/mg-b复合体放入线圈内径为28mm，线圈匀场区长度为1000mm的超导螺线管线圈中，随后利用脉冲电源给线圈提供一个随时间周期变化的电流，经过30分钟后获得致密的cu/mg-b预制件；
步骤四、将上述cu/mg-b预制件采用拉拔工艺，以10％的道次变形率加工直径为2.0mm的线材，线材长度达到1020m，未断线；
步骤五、将上述获得的线材放入热处理炉中，在950℃的真空或惰性气氛保护保温0.1h，随炉冷却至室温，即获得高密度的mgb2超导线材。
将所获得的线材进行超导性能测试和显微分析，线材超导转变温度tc达到38k，临界电流密度jc在20k，自场下达到了1.4x105a/mm2；微观结构分析显示，超导体内部的孔隙率比普通线材提高了12％。
实施例3：
步骤一：按1：2的原子比取mg粉(mg，纯度98％，100μm)和无定型b粉(b，纯度99％，100～150nm)，然后将mg粉和b粉在ar气氛保护下利用形星式球磨机充分混合均匀；
步骤二：将混合均匀的mg-b粉末灌装到外径为φ10mm，壁厚为1.0mm，长度为200mm的无氧铜管中；
步骤三、将cu/mg-b复合体放入线圈内径为20mm，线圈匀场区长度为200mm的超导螺线管线圈中，随后利用脉冲电源给线圈提供一个随时间周期变化的电流，经过30分钟后获得致密的cu/mg-b预制件；
步骤四、将上述cu/mg-b预制件采用拉拔工艺，以10％的道次变形率加工直径为2.0mm的线材，线材长度达到108m，未断线；
步骤五、将上述获得的线材放入热处理炉中，在750℃的真空或惰性气氛保护保温1h，随炉冷却至室温，即获得高密度的mgb2超导线材。
将所获得的线材进行超导性能测试和显微分析，线材超导转变温度tc达到36k，临界电流密度jc在20k，自场下达到了2.1x105a/mm2；微观结构分析显示，超导体内部的孔隙率比普通线材提高了16％。
实施例4：
步骤一：按1：2的原子比取mg粉(mg，纯度95％，70μm)和晶态b粉(b，纯度95％，100～150nm)，然后将mg粉和b粉在ar气氛保护下利用形星式球磨机充分混合均匀；
步骤二：将混合均匀的mg-b粉末灌装到外径为φ13mm，壁厚为4.0mm，长度为800mm的无氧铜管中；
步骤三、将cu/mg-b复合体放入线圈内径为25mm，线圈匀场区长度为800mm的超导螺线管线圈中，随后利用脉冲电源给线圈提供一个随时间周期变化的电流，经过15分钟后获得致密的cu/mg-b预制件；
步骤四、将上述cu/mg-b预制件采用拉拔工艺，以8％的道次变形率加工直径为1.5mm的线材，线材长度达到780m，未断线；
步骤五、将上述获得的线材放入热处理炉中，在850℃的真空或惰性气氛保护保温2h，随炉冷却至室温，即获得高密度的mgb2超导线材。
将所获得的线材进行超导性能测试和显微分析，线材超导转变温度tc达到34k，临界电流密度jc在20k，自场下达到了1.7x105a/mm2；微观结构分析显示，超导体内部的孔隙率比普通线材提高了28％。
实施例5：
步骤一：按1：2的原子比取mg粉(mg，纯度95％，70μm)和晶态b粉(b，纯度95％，100～150nm)，然后将mg粉和b粉在ar气氛保护下利用形星式球磨机充分混合均匀；
步骤二：将混合均匀的mg-b粉末灌装到外径为φ18mm，壁厚为3.0mm，长度为10mm的无氧铜管中；
步骤三、将cu/mg-b复合体放入线圈内径为23mm，线圈匀场区长度为10mm的超导螺线管线圈中，随后利用脉冲电源给线圈提供一个随时间周期变化的电流，经过20分钟后获得致密的cu/mg-b预制件；
步骤四、将上述cu/mg-b预制件采用拉拔工艺，以5％的道次变形率加工直径为1.8mm的线材，线材长度达到1000m，未断线；
步骤五、将上述获得的线材放入热处理炉中，在650℃的真空或惰性气氛保护保温5h，随炉冷却至室温，即获得高密度的mgb2超导线材。