一种Nb3Sn超导线制备方法及超导线与流程

本申请涉及金属加工，特别涉及一种nb3sn超导线制备方法及超导线。

背景技术：

1、随着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、在nb3sn超导线材的加工过程中，无氧铜的引入不仅有利于加工中的变形，热处理时起到促进nb3sn相生成的作用，更能够在超导磁体运行时进行热传导，维持磁体的稳定运行，使超导线材实现实用化应用。目前，青铜法nb3sn和iter型内锡法nb3sn有着损耗低的优势，但是临界电流低、加工周期长，分布式阻隔层nb3sn线材相对于青铜法nb3sn和iter型内锡法nb3sn虽然有着更高的临界电流密度，但是分布式阻隔层nb3sn线材存在着加工难度大、亚组元变形差、rrr值低、损耗高、低场磁通跳跃等问题。

技术实现思路

1、本申请实施例提供了一种nb3sn超导线制备方法及超导线，用以解决现有技术中青铜法和iter型内锡法制备的超导线材存在的加工周期长、临界电流低的问题，在线材的芯部加入含nb阻隔层cu芯棒，改善了应力分布，提高了线材的拉拔性能，同时也提高了线材热处理后nb3sn相的含量及临界电流，也具有损耗低、无低场磁通跳跃的优点，保证磁体的稳定运行。

2、一方面，本申请实施例提供了一种nb3sn超导线制备方法，包括：

3、将nb锭安装在第一cu包套中，获得cunb单体锭；

4、将cunb单体锭进行加工，形成cunb单体棒；

5、将cunb单体棒组装在第二cu包套中，经过加工后形成cunb复合棒；

6、将snti合金棒装入第一cu管中，经过加工形成snticu单体棒；

7、将cu锭装入nb筒中，再装入第三cu包套，经过加工形成含nb阻隔层cu芯棒；

8、将snticu单体棒、含nb阻隔层cu芯棒和cunb复合棒组装在ta管中，再装入第二cu管中，获得最终坯料；

9、对最终坯料进行加工，得到nb3sn超导线。

10、另一方面，本申请实施例还提供了一种nb3sn超导线，该nb3sn超导线采用上述方法制备得到。

11、本申请中的一种nb3sn超导线制备方法及超导线，具有以下优点：

12、在制备过程中省去了现有的加工方法需要在坯料中心钻孔的步骤，缩短了线材加工周期；芯部采用含nb阻隔层的cu芯棒，不仅改善了加工过程中线材截面的变形情况；也提高了线材热处理后nb3sn相的含量，进一步提高临界电流密度；同时也能提高超导线失超时的导热性，使超导磁体在低温下稳定运行；此外该结构nb3sn超导线材具有损耗小、无低场磁通跳跃的优点。

技术特征：

1.一种nb3sn超导线制备方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种nb3sn超导线制备方法，其特征在于，将熔炼得到的snti合金锭挤压获得snti合金棒，再将清洁后的snti合金棒穿过无氧铜管，进行冷拉拔获得snticu单体棒。

3.根据权利要求1所述的一种nb3sn超导线制备方法，其特征在于，在将所述cu锭（300）装入所述nb筒（200）后，还在所述nb筒（200）两端焊接端盖。

4.根据权利要求1所述的一种nb3sn超导线制备方法，其特征在于，所述最终坯料进行加工后，还依次进行拉伸、镀铬和热处理。

5.根据权利要求1所述的一种nb3sn超导线制备方法，其特征在于，所述snticu单体棒（600）、含nb阻隔层cu芯棒（700）和cunb复合棒（800）均为六棱柱，将所述snticu单体棒（600）、含nb阻隔层cu芯棒（700）和cunb复合棒（800）组装在所述ta管（500）后，所述含nb阻隔层cu芯棒（700）位于中心，多个所述snticu单体棒（600）和多个cunb复合棒（800）围绕在所述含nb阻隔层cu芯棒（700）四周设置，且每个所述snticu单体棒（600）周围具有6个所述cunb复合棒（800），而每个所述cunb复合棒（800）周围具有3个所述cunb复合棒（800）以及3个所述snticu单体棒（600）。

6.根据权利要求5所述的一种nb3sn超导线制备方法，其特征在于，所述snticu单体棒（600）和cunb复合棒（800）还包括异形柱，六棱柱的所述snticu单体棒（600）和多个cunb复合棒（800）将所述ta管（500）填满后，所述ta管（500）和snticu单体棒（600）、多个cunb复合棒（800）之间的间隙，以及所述含nb阻隔层cu芯棒（700）和snticu单体棒（600）、多个cunb复合棒（800）之间的间隙由异形柱状的所述snticu单体棒（600）和cunb复合棒（800）填充。

7.一种nb3sn超导线，其特征在于，所述nb3sn超导线采用权利要求1-6任一项所述的制备方法制备得到。

技术总结
本申请公开了一种Nb<subgt;3</subgt;Sn超导线制备方法及超导线，方法包括：将Nb锭安装在第一Cu包套中，获得CuNb单体锭；将CuNb单体锭进行加工，形成CuNb单体棒；将CuNb单体棒组装在第二Cu包套中，经过加工后形成CuNb复合棒；将SnTi合金棒装入第一Cu管中，经过加工形成SnTiCu单体棒；将Cu锭装入Nb筒中，再装入第三Cu包套，经过加工形成含Nb阻隔层Cu芯棒；将SnTiCu单体棒、含Nb阻隔层Cu芯棒和CuNb复合棒组装在Ta管中，再装入第二Cu管中，获得最终坯料；对最终坯料进行加工，得到Nb<subgt;3</subgt;Sn超导线。本申请在线材的芯部加入含Nb阻隔层Cu芯棒，改善了应力分布，提高了线材的加工性能，同时也提高了线材热处理后Nb<subgt;3</subgt;Sn相的含量及临界电流。

技术研发人员：辛扬,郭强,武博,史一功,李征,陈建亚,王春光,李鹏举,韩光宇,鞠帅威,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：2024/1/14