本发明属于热处理技术领域，具体涉及一种连续热处理装置及mgb2超导线/带材热处理方法。
背景技术：
热处理是一种通过温度来改变材料表面或内部的化学成分与组织，获得所需性能的热加工工艺。常规的热处理的方法为静态热处理，即将待热处理材料装入热处理装置中，通过控制热处理的温度和时间来实现热处理过程。热处理量越大，需要的热处理装置规格也就越大，但大型的热处理装置升降温时间较长，热处理时材料中不同位置的温度差异较大，热处理的效果不佳，同时热处理装置的容积有限，单次处理量有限，极大限制了其应用范围。
mgb2材料的超导临界转变温度(tc)约为39k，是已知的具有最高超导临界转变温度的简单二元化合物。目前制备mgb2超导线带材的方法主要为粉末装管法(pit)，包括原位粉末装管法(in-situpit)和先位粉末装管法(ex-situpit)。原位粉末装管法以mg和b的混合粉末为前驱体粉末，装管后加工成线/带材，再进行热处理，使混合粉末形成mgb2超导相。由于mg和b反应形成mgb2的过程较快，所以需要进行快速升降温的热处理。先位粉末装管法以mgb2超导粉末为前驱体粉末，装管后加工成线/带材，不需热处理即可使用。但由于mgb2具有类似陶瓷的脆性且硬度较大，加工过程中mgb2晶粒的连接性减弱，产品的超导性能受影响，因此常通过热处理改善mgb2粉末晶粒的连结性，提高芯材的致密度，最终提升产品的超导性能，该热处理过程也需要快速升降温，避免mgb2在长时间高温状态下转化为mgb4等非超导的杂质相。
传统的mgb2线/带材热处理方法为静态热处理，即将mgb2线/带材卷成盘状在恒温条件下进行热处理，如果线/带材的长度较大，就需要置于大型的热处理设备中，但大型的热处理设备升降温时间较长，容易导致mgb2线/带材的mgb2超导芯丝发生转化或与包套材料发生扩散反应，生成非超导的杂质相，并且长时间的高温会使mgb2线/带材之间出现粘连现象，最终影响mgb2线/带材的超导性能。
技术实现要素：
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，提供了一种连续热处理装置，该装置利用电机通过传动皮带带动收线轮转动，从而带动引线牵引待热处理材料依次经过加热区和冷却区，进行动态的连续热处理和冷却处理，减少了热处理过程中材料不同位置的温度差异，改善了热处理的质量；本发明还提供了一种mgb2超导线/带材热处理的方法，该方法将mgb2超导线/带材置于上述连续热处理装置中，然后在惰性气体保护下进行连续的快速升降温的热处理，避免了mgb2超导芯丝生成非超导的杂质相以及mgb2线/带材之间出现粘连现象，灵活可控，方便高效。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：包括热处理炉，所述热处理炉包括炉体、温控仪和用于支撑炉体的炉架，所述炉体中穿设有炉管，且炉管的两端均伸出炉体，所述炉管的两端分别安装有炉管进线端帽口和炉管出线端帽口，炉管上安装有炉管进线端帽口的一端开设有进气孔，炉管上安装有炉管出线端帽口的一端开设有出气孔，靠近炉管出线端帽口的炉管上套装有套管冷却器，所述套管冷却器上开设有冷却水入口和冷却水出口，所述冷却水入口开设在远离炉管出线端帽口的套管冷却器的一端，所述冷却水出口开设在靠近炉管出线端帽口的套管冷却器的一端，所述炉管中贯穿有引线，所述引线的一端穿出炉管进线端帽口缠绕在放线轮上，所述引线的另一端穿出炉管出线端帽口缠绕在收线轮上，所述收线轮通过传动皮带与电机连接。
上述的一种连续热处理装置，其特征在于，所述炉体外包覆有保温层。
另外，本发明还提供了一种mgb2超导线/带材热处理方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
步骤一、将mgb2超导线/带材的起始端与穿出炉管进线端帽口的引线的一端相连，然后缠绕到放线轮上，再将引线的另一端穿出炉管出线端帽口缠绕在收线轮上；
步骤二、通过温控仪调节炉管中的温度，然后将惰性保护气体经由进气孔通入炉管中，推动空气从出气孔排出，再将水经由冷却水入口通入套管冷却器，从冷却水出口排出；
步骤三、调节电机的转速，电机通过传动皮带带动收线轮转动，引线牵引mgb2超导线/带材匀速进入炉管中进行连续热处理，然后通过套管冷却器进行冷却，最后缠绕到收线轮上，得到热处理后的mgb2超导线/带材。
上述的一种mgb2超导线/带材热处理方法，其特征在于，步骤二中所述惰性保护气体的流量为0.1l/min～1.0l/min，所述惰性保护气体为氩气。
上述的一种mgb2超导线/带材热处理方法，其特征在于，步骤三中所述热处理的温度为650℃～950℃。
上述的一种mgb2超导线/带材热处理方法，其特征在于，步骤三中所述mgb2超导线/带材的速度为0.1m/min～2.0m/min。
本发明一种连续热处理装置中的温控仪型号为shimadenfp93。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
1、本发明的连续热处理装置采用电机通过传动皮带带动收线轮转动，从而牵引待热处理材料依次经过热处理装置的加热区和冷却区，进行动态的连续热处理和冷却处理，一步实现了材料的快速升降温，减少了热处理过程中待热处理材料不同位置的温度差异，改善了热处理的质量；另外，本装置中的引线可直接与待热处理材料的起始端相连，热处理和冷却过程中待热处理材料无需卷成盘状，增加了待热处理材料的长度，扩大了装置的应用范围。
2、本发明的连续热处理装置可根据待热处理材料的性质和尺寸，通过温控仪调节热处理的温度，并可通过调节电机的速度来控制热处理的时间，灵活方便，简单高效。
3、本发明将连续热处理装置用于mgb2超导线/带材的热处理，可有效避免了长时间的升降温过程导致mgb2超导线/带材中的mgb2超导芯丝发生转化或与包套材料发生扩散反应，生成非超导的杂质相，保证了mgb2线/带材的超导性能。
4、本发明将连续热处理装置用于mgb2超导线/带材的热处理时，mgb2超导线/带材之间不会产生接触，避免了高温使mgb2线/带材之间出现的粘连现象，改善了mgb2线/带材的热处理质量，从而实现较大长度的mgb2线/带材的热处理。
下面通过附图和实施例对本发明的技术方案作进一步的详细描述。
附图说明
图1是本发明连续热处理装置的结构示意图。
附图标记说明：
1—放线轮；2—引线；3—热处理炉；
3-1—炉管进线端帽口；3-2—进气孔；3-3—炉体；
3-4—炉管；3-5—保温层；3-6—出气孔；
3-7—炉管出线端帽口；3-8—炉架；3-9—温控仪；
4—套管冷却器；4-1—冷却水入口；4-2—冷却水出口；
5—收线轮；6—传动皮带；7—电机。
具体实施方式
本发明一种连续热处理装置通过实施例1进行详细描述。
实施例1
如图1所示的一种连续热处理装置，包括热处理炉3，所述热处理炉3包括炉体3-3、温控仪3-9和用于支撑炉体3-3的炉架3-8，所述炉体3-3中穿设有炉管3-4，且炉管3-4的两端均伸出炉体3-3，所述炉管3-4的两端分别安装有炉管进线端帽口3-1和炉管出线端帽口3-7，炉管3-4上安装有炉管进线端帽口3-1的一端开设有进气孔3-2，炉管3-4上安装有炉管出线端帽口3-7的一端开设有出气孔3-6，靠近炉管出线端帽口3-7的炉管3-4上套装有套管冷却器4，所述套管冷却器4上开设有冷却水入口4-1和冷却水出口4-2，所述冷却水入口4-1开设在远离炉管出线端帽口3-7的套管冷却器4的一端，所述冷却水出口4-2开设在靠近炉管出线端帽口3-7的套管冷却器4的一端，所述炉管3-4中贯穿有引线2，所述引线2的一端穿出炉管进线端帽口3-1缠绕在放线轮1上，所述引线2的另一端穿出炉管出线端帽口3-7缠绕在收线轮5上，所述收线轮5通过传动皮带6与电机7连接。
该连续热处理装置的炉管3-4包括穿设在炉体3-3中的加热区和套装有套管冷却器4的冷却区，炉管3-4中贯穿有引线2，引线2的两端分别缠绕在放线轮1和收线轮5上，将待热处理材料与引线2连接后，电机7通过传动皮带6带动收线轮5，牵引与引线2连接的待热处理材料依次通过加热区和冷却区，一步实现了材料的快速升降温，待热处理材料中不同位置的温差较小，热处理的质量较好，并且有利于实现快速升降温；引线2可直接与待热处理材料的起始端相连，热处理和冷却过程中待热处理材料无需卷成盘状，增加了待热处理材料的长度，扩大了装置的应用范围。
本发明一种mgb2超导线/带材热处理的方法通过实施例2～实施例5进行详细描述，该热处理方法采用的装置为实施例1中的一种连续热处理装置。
实施例2
本实施例包括以下步骤：
步骤一、将12芯mgb2超导带材的起始端与穿出炉管进线端帽口3-1的引线2的一端相连，然后缠绕到放线轮1上，再将引线2的另一端穿出炉管出线端帽口3-7缠绕在收线轮5上；所述12芯mgb2超导带材的横截面为0.4mm×3.2mm的矩形；
步骤二、通过温控仪3-9调节炉管3-4中的温度为650℃，将氩气经由进气孔3-2通入炉管3-4中，推动空气从出气孔3-6排出，然后关闭进气孔3-2和排气孔3-6，使炉管3-4在650℃的条件下稳定10min，再将水经由冷却水入口4-1通入套管冷却器4，从冷却水出口4-2排出；所述氩气的流量为0.1l/min；
步骤三、调节电机7的转速，电机7通过传动皮带6带动收线轮5转动，引线2牵引12芯mgb2超导带材匀速进入炉管3-4中，在650℃热处理80min，然后通过套管冷却器4进行冷却，最后缠绕到收线轮5上，得到热处理后的12芯mgb2超导带材；所述12芯mgb2超导带材的速度为0.1m/min。
经超导传输性能测试，本实施例得到的热处理后的12芯mgb2超导线材在4.2k，4t的临界电流密度jc为1.61×104a/cm2。
对比例1
步骤一、将12芯mgb2超导带材盘卷后放置于热处理设备中，向热处理设备中通入氩气至空气全部排出；所述氩气的流量为0.1l/min；
步骤二、调节热处理设备中的温度为650℃并稳定10min，然后将12芯mgb2超导带材在650℃热处理80min，随炉冷却后取出，得到热处理后的12芯mgb2超导带材；所述12芯mgb2超导带材的横截面为0.4mm×3.2mm的矩形。
经超导传输性能测试，本实施例得到的热处理后的12芯mgb2超导带材在4.2k，4t的临界电流密度jc为1.0×104a/cm2。
将实施例2与对比例1比较可知，同等条件下使用本发明热处理方法的mgb2超导带材的临界电流密度jc大于传统热处理方法的mgb2超导带材的临界电流密度jc，即使用本发明热处理方法的mgb2超导带材的超导性能更为优良。
实施例3
本实施例包括以下步骤：
步骤一、将7芯mgb2超导线材的起始端与穿出炉管进线端帽口3-1的引线2的一端相连，然后缠绕到放线轮1上，再将引线2的另一端穿出炉管出线端帽口3-7缠绕在收线轮5上；所述7芯mgb2超导线材的直径为1.0mm；
步骤二、通过温控仪3-9调节炉管3-4中的温度为700℃，将氩气经由进气孔3-2通入炉管3-4中，推动空气从出气孔3-6排出，然后关闭进气孔3-2和排气孔3-6，使炉管3-4在700℃的条件下稳定10min，再将水经由冷却水入口4-1通入套管冷却器4，从冷却水出口4-2排出；所述氩气的流量为0.2l/min；
步骤三、调节电机7的转速，电机7通过传动皮带6带动收线轮5转动，引线2牵引7芯mgb2超导线材匀速进入炉管3-4中，在700℃热处理40min，然后通过套管冷却器4进行冷却，最后缠绕到收线轮5上，得到热处理后的7芯mgb2超导线材；所述7芯mgb2超导线材的速度为0.2m/min。
经超导传输性能测试，本实施例得到的热处理后的7芯mgb2超导线材在4.2k，4t的临界电流密度jc为1.52×104a/cm2。
实施例4
本实施例包括以下步骤：
步骤一、将37芯mgb2超导线材的起始端与穿出炉管进线端帽口3-1的引线2的一端相连，然后缠绕到放线轮1上，再将引线2的另一端穿出炉管出线端帽口3-7缠绕在收线轮5上；所述37芯mgb2超导线材的直径为0.8mm；
步骤二、通过温控仪3-9调节炉管3-4中的温度为950℃，将氩气经由进气孔3-2通入炉管3-4中，推动空气从出气孔3-6排出，然后关闭进气孔3-2和排气孔3-6，使炉管3-4在950℃的条件下稳定10min，再将水经由冷却水入口4-1通入套管冷却器4，从冷却水出口4-2排出；所述氩气的流量为1.0l/min；
步骤三、调节电机7的转速，电机7通过传动皮带6带动收线轮5转动，引线2牵引37芯mgb2超导线材匀速进入炉管3-4中，在950℃热处理4min，然后通过套管冷却器4进行冷却，最后缠绕到收线轮5上，得到热处理后的37芯mgb2超导线材；所述37芯mgb2超导线材的速度为2.0m/min。
经超导传输性能测试，本实施例得到的热处理后的37芯mgb2超导线材在4.2k，4t的临界电流密度jc为1.24×104a/cm2。
实施例5
本实施例包括以下步骤：
步骤一、将12芯mgb2超导带材的起始端与穿出炉管进线端帽口3-1的引线2的一端相连，然后缠绕到放线轮1上，再将引线2的另一端穿出炉管出线端帽口3-7缠绕在收线轮5上；所述12芯mgb2超导带材的横截面为0.4mm×3.2mm的矩形；
步骤二、通过温控仪3-9调节炉管3-4中的温度为900℃，将氩气经由进气孔3-2通入炉管3-4中，推动空气从出气孔3-6排出，然后关闭进气孔3-2和排气孔3-6，使炉管3-4在900℃的条件下稳定10min，再将水经由冷却水入口4-1通入套管冷却器4，从冷却水出口4-2排出；所述氩气的流量为0.5l/min；
步骤三、调节电机7的转速，电机7通过传动皮带6带动收线轮5转动，引线2牵引12芯mgb2超导带材匀速进入炉管3-4中，在900℃热处理16min，然后通过套管冷却器4进行冷却，最后缠绕到收线轮5上，得到热处理后的12芯mgb2超导带材；所述12芯mgb2超导带材的速度为0.5m/min。
经超导传输性能测试，本实施例得到的热处理后的12芯mgb2超导线材在4.2k，4t的临界电流密度jc为1.33×104a/cm2。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制。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、变更以及等效变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。