【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于超导材料，公开了一种黄铜增强型nb3sn超导线材及其制备方法。
技术介绍
1、随着低温超导材料nb3sn（铌三锡）在大型加速器磁体、核聚变反应堆等装置上的广泛应用，nb3sn超导线材的需求量也越来越大，nb3sn超导线材的批量化制备技术更需要与时俱进。
2、nb3sn超导线材的临界电流密度受热处理后nb3sn相的含量、质量、晶粒大小及所受应力大小的影响。nb3sn相是脆性金属化合物，通过增加未热处理线材sn的含量或增加热处理后nb3sn相的含量来提高线材的临界电流密度的方法，都会不可避免的造成线材热处理后的强度降低，不利于nb3sn线材绕制磁体的稳定运行。
技术实现思路
1、为克服现有技术问题，本专利技术提供了一种黄铜增强型nb3sn超导线材及其制备方法。研究发现，通过采用黄铜增强基体，不仅能够提高线材的抗拉强度和冷拉拔性能，还能进一步提高临界电流密度。
2、一方面，本专利技术涉及一种黄铜增强型nb3sn超导线材的最终坯料，所述最终坯料包括外层无氧铜稳定体、ta阻隔层和内部的nb/cuzn复合棒和snti/cu单芯棒；
3、所述nb/cuzn复合棒的制备方法包括：将nb锭安装在第一黄铜包套中并封盖，加工得到nb/cuzn单芯棒；将所述nb/cuzn单芯棒安装在第二黄铜包套中并封盖，加工得到nb/cuzn复合棒；
4、所述snti/cu单芯棒的制备方法包括：将snti合金棒装入由无氧铜制成的第一铜管中，加工得到snti/c
5、所述nb/cuzn复合棒和snti/cu单芯棒密布排列，所述snti/cu单芯棒采用所述nb/cuzn复合棒间隔，边缘空隙采用异形snti/cu单芯棒或异型无氧铜插棒填充。
6、进一步地，本专利技术提供的最终坯料，所述nb锭的直径为φ80~φ120mm；所述第一黄铜包套的zn含量为5~30wt.%，内径为φ81~φ122mm，厚度为5~20mm；所述第二黄铜包套的zn含量为5~30wt.%，内径为φ45~φ200mm，厚度为5~20mm。
7、进一步地，本专利技术提供的最终坯料，所述nb/cuzn复合棒的芯数为199~955，横截面为六边形、尺寸为h3.00mm~h6.00mm。
8、进一步地，本专利技术提供的最终坯料中，所述snti合金棒中ti元素占比为0.5~3.0wt.%；所述snti合金棒的横截面为六边形、尺寸为h3.00mm~h6.00mm。
9、另一方面，本专利技术涉及一种黄铜增强型nb3sn超导线材的制备方法，其采用上述的最终坯料，对所述最终坯料经过冷拉拔、扭绞、拉伸、镀铬和热处理，获得nb3sn超导线材。
10、另一方面，本专利技术涉及一种黄铜增强型nb3sn超导线材，其采用上述nb3sn超导线材的制备方法制得，所述nb3sn超导线材在4.2k、12t测试条件下的临界电流密度大于2000a/mm2。
11、本专利技术所述黄铜增强型nb3sn超导线材的最终坯料中，所述外层无氧铜稳定体作为nb3sn超导线材的稳定体，起到热传导的作用，维持超导磁体的稳定运行；所述ta阻隔层在热处理过程中阻止内部sn与外部的cu反应，厚度为1mm左右；所述异型无氧铜插棒根据实际最终坯料产生的边缘空隙形状加工成与之对应的形状。
12、与现有技术相比，本专利技术提供的技术方案具有以下有益效果或优点：
13、（1）本专利技术采用黄铜增强基体，不仅提高了线材的抗拉强度和冷拉拔性能，在线材热处理时，sn在黄铜中的活性提高，可以加速热处理过程中nb3sn相的生成，还能改善了nb3sn中sn的浓度梯度，提高线材的临界电流密度。
14、（2）本专利技术提供的制备方法在制备黄铜增强型nb3sn超导线材的过程中省略青铜法制备加工过程中多次退火的步骤，大大缩短了线材加工周期，降低线材成本。
15、（3）本专利技术提供的黄铜增强型nb3sn线材在350mpa以内的接触应力下性能几乎无衰减。
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1.一种黄铜增强型Nb3Sn超导线材的最终坯料，其特征在于，所述最终坯料包括外层无氧铜稳定体、Ta阻隔层和内部的Nb/CuZn复合棒和SnTi/Cu单芯棒；
2.根据权利要求1所述的最终坯料，其特征在于，所述Nb锭的直径为Φ80~Φ120mm；所述第一黄铜包套的Zn含量为5~30wt.%，内径为Φ81~Φ122mm，厚度为5~20mm；所述第二黄铜包套的Zn含量为5~30wt.%，内径为Φ45~Φ200mm，厚度为5~20mm。
3.根据权利要求1所述的最终坯料，其特征在于，所述Nb/CuZn复合棒的芯数为199~955，横截面为六边形、尺寸为H3.00mm~H6.00mm。
4.根据权利要求1所述的最终坯料，其特征在于，所述SnTi合金棒中Ti元素占比为0.5~3.0wt.%；所述SnTi合金棒的横截面为六边形、尺寸为H3.00mm~H6.00mm。
5.一种黄铜增强型Nb3Sn超导线材的制备方法，其特征在于，采用权利要求1~4任一项所述的最终坯料，对所述最终坯料进行冷拉拔、扭绞、拉伸、镀铬和热处理，获得Nb3Sn超导线材。>...
【技术特征摘要】
1.一种黄铜增强型nb3sn超导线材的最终坯料，其特征在于，所述最终坯料包括外层无氧铜稳定体、ta阻隔层和内部的nb/cuzn复合棒和snti/cu单芯棒；
2.根据权利要求1所述的最终坯料，其特征在于，所述nb锭的直径为φ80~φ120mm；所述第一黄铜包套的zn含量为5~30wt.%，内径为φ81~φ122mm，厚度为5~20mm；所述第二黄铜包套的zn含量为5~30wt.%，内径为φ45~φ200mm，厚度为5~20mm。
3.根据权利要求1所述的最终坯料，其...
【专利技术属性】
技术研发人员：辛扬，郭强，王春光，韩光宇，李鹏举，陈建亚，鞠帅威，李征，刘向宏，冯勇，李建峰，张平祥，
申请(专利权)人：西安聚能超导线材科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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