專利名稱：一種高溫超導(dǎo)導(dǎo)線的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種高溫超導(dǎo)導(dǎo)線，特別是一種能夠高效、高質(zhì)生產(chǎn)高溫超導(dǎo)導(dǎo)線的方法。
背景技術(shù)：
Bi系高溫超導(dǎo)導(dǎo)線作為目前世界上唯一能夠?qū)崿F(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)的超導(dǎo)導(dǎo)線在世界超導(dǎo)領(lǐng)域占據(jù)著重要的地位。世界銀行預(yù)測，到2020年全球超導(dǎo)產(chǎn)業(yè)將會產(chǎn)生約2440億美元的市場。但是，目前Bi系超導(dǎo)導(dǎo)線的價格相對來說還比較昂貴，這對于民用超導(dǎo)產(chǎn)品發(fā)展是個不利的影響因素。因此，提高Bi系超導(dǎo)導(dǎo)線的生產(chǎn)效率和成品率是降低Bi系超導(dǎo)導(dǎo)線成本的重要途徑。
在高溫超導(dǎo)導(dǎo)線的實際生產(chǎn)過程中，拔制后的導(dǎo)線常常還需要進(jìn)行軋制。在軋制時通常發(fā)現(xiàn)導(dǎo)線會出現(xiàn)較多的微缺陷，如雜質(zhì)、微裂紋等。這些缺陷在后續(xù)的熱處理過程中，極容易擴(kuò)展為很難愈合的缺陷。分析上述缺陷產(chǎn)生的原因發(fā)現(xiàn)，在高溫超導(dǎo)導(dǎo)線拔制過程中常常會引入一些缺陷，這些缺陷在后續(xù)的軋制加工中會發(fā)生擴(kuò)展并最終成為導(dǎo)致導(dǎo)線不合格的嚴(yán)重缺陷。另外，拔制加工是一個多道次的加工過程，并且在拔制過程中還需進(jìn)行退火，以恢復(fù)導(dǎo)線外包套的塑性變形能力。這個過程是一個復(fù)雜的過程一方面，退火過程是個均勻性、溫度控制和時間控制相當(dāng)精確的過程，而其控制方法的具體實施受客觀環(huán)境影響較大，因此重復(fù)性并不好。另一方面，退火會引入雜質(zhì)或者導(dǎo)致導(dǎo)線外包套表面氧化，進(jìn)而嚴(yán)重影響導(dǎo)線加工質(zhì)量和導(dǎo)線成品率。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述高溫超導(dǎo)導(dǎo)線實際生產(chǎn)過程中遇到的問題，本發(fā)明提供一種快速大批量生產(chǎn)高質(zhì)量高溫超導(dǎo)導(dǎo)線的方法。
本方法包括以下步驟1、在拔制高溫超導(dǎo)導(dǎo)線前包含以下工序先將導(dǎo)線裝入到金屬套管中，其中金屬套管材料為Al、Cu、Fe、Ni元素或者由以上兩種或三種元素組成的合金材料，然后把金屬套管封閉，封閉金屬套管的方式為在金屬套管的兩頭加金屬塞，然后利用氣焊封閉，其中金屬塞的材料為Al、Cu、Fe、Ni元素或者由以上兩種或三種元素組成的合金材料，最后還可進(jìn)行烘干處理。金屬管與內(nèi)部超導(dǎo)導(dǎo)線的橫截面面積之比為0.25-3。
2、在拔制過程中每道次的面縮率為10％--45％，并且可以根據(jù)整個復(fù)合材料的最外層金屬或合金層的加工硬化程度適當(dāng)?shù)膶?dǎo)線進(jìn)行退火，退火溫度可為200℃-600℃，退火速度可為0.3m/min-30m/min，并且兩次退火間的總面縮率可為25％-95％。
3、拔制過程中當(dāng)導(dǎo)線的直徑在1-6mm時，將導(dǎo)線外表面的金屬或合金層去除。
在導(dǎo)線拔制過程中，由于導(dǎo)線外加上了抗拉強(qiáng)度更大的金屬或合金層，使得導(dǎo)線外層強(qiáng)度更大，有利于提高單道次導(dǎo)線的變形能力，加大導(dǎo)線形變量，從而使超導(dǎo)導(dǎo)線機(jī)加工過程的生產(chǎn)效率得到大幅度的提高，這樣的加工方法有利于實現(xiàn)超導(dǎo)導(dǎo)線的大規(guī)模生產(chǎn)。
本發(fā)明方法的優(yōu)點主要有以下兩個方面1.提高了導(dǎo)線外層的機(jī)械強(qiáng)度，實現(xiàn)了單道次大形變加工方法，能有效提高超導(dǎo)芯分布的均勻性。
2.將超導(dǎo)導(dǎo)線的形變機(jī)加工過程中容易產(chǎn)生的表面缺陷集中地控制在了輔助的金屬或合金層上，減少了超導(dǎo)導(dǎo)線表面缺陷，能在很大程度上提高超導(dǎo)導(dǎo)線生產(chǎn)成品率。
3.導(dǎo)線拔制周期得到有效縮短，提高了大規(guī)模高溫超導(dǎo)導(dǎo)線生產(chǎn)效率。
本方法加工過程合理，可操作性和加工穩(wěn)定性強(qiáng)，能夠滿足大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)過程的要求。


下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)描述附圖1是一種多芯超導(dǎo)導(dǎo)線裝入到銅套管中的截面圖；附圖2是使用本發(fā)明方法后得到的導(dǎo)線橫截面圖。
具體實施例方式
實施例1如圖1所示，將超導(dǎo)多芯導(dǎo)線1拔制到φ18mm，然后將其套裝到φ21/19mm的銅管2中，銅管的兩端使用外徑為φ17mm的銅塞3和外徑為φ21mm的銅塞4封閉。銅管的長度比超導(dǎo)多芯導(dǎo)線1的長度長80mm，銅塞3和4的長度為35mm。將封裝好的復(fù)合管材進(jìn)行拔制，拔制加工過程使用多道次連續(xù)拔制工藝，退火溫度為500℃，兩次退火間的總面縮率為80％，單道次面縮率為18％，退火速度為5m/min。復(fù)合管材的終拔尺寸為φ2.1mm，其橫截面如圖2所示，其中1為超導(dǎo)多芯導(dǎo)線，2為銅管。
實施例2如圖1所示，將φ16mm超導(dǎo)多芯導(dǎo)線1套裝到φ35.5/17mm的鋁管2中，鋁管的兩端使用外徑為φ15mm的鋁塞3和外徑為φ35.5mm的銅塞4封閉。鋁管的長度比超導(dǎo)多芯導(dǎo)線的長度長100mm，鋁塞3和4的長度為45mm。將封裝好的復(fù)合管材進(jìn)行拔制加工，拔制加工過程使用多道次連續(xù)拔制工藝，退火溫度為500℃，兩次退火間的總面縮率為75％，單道次面縮率為25％，退火速度為10m/min，拔制到φ5mm后用腐蝕方法去掉鋁層，再繼續(xù)拔制，終拔尺寸為φ1.4mm。
實施例3如圖1所示，將φ16mm超導(dǎo)多芯導(dǎo)線1套裝到φ28/17mm的鐵管2中，鐵管的兩端使用外徑為φ15mm的鐵塞3和外徑為φ28mm的鐵塞4封閉。鐵管的長度比超導(dǎo)多芯導(dǎo)線的長度長200mm，鐵塞3和4的長度為95mm。將封裝好的復(fù)合管材進(jìn)行拔制加工，拔制加工過程使用多道次連續(xù)拔制工藝，退火溫度為550℃，兩次退火間的總面縮率為60％，單道次面縮率為15％，退火速度為4m/min，拔制到φ5mm后用腐蝕方法去掉鋁層，再繼續(xù)拔制，終拔尺寸為φ1.4mm。
權(quán)利要求
1.一種高溫超導(dǎo)導(dǎo)線的制備方法，其特征在于在拔制所述的高溫超導(dǎo)導(dǎo)線前包含以下工序先將導(dǎo)線裝入到金屬套管中，然后把金屬套管封閉。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高溫超導(dǎo)導(dǎo)線的制備方法，其特征在于所述的金屬套管材料為Al、Cu、Fe、Ni元素或者由以上兩種或三種元素組成的合金材料。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高溫超導(dǎo)導(dǎo)線的制備方法，其特征在于金屬套管封閉后還進(jìn)行烘干處理。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高溫超導(dǎo)導(dǎo)線的制備方法，其特征在于所述的金屬管與內(nèi)部超導(dǎo)導(dǎo)線的橫截面面積之比為0.25-3。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高溫超導(dǎo)導(dǎo)線的制備方法，其特征在于封閉金屬套管的方式為在金屬套管的兩頭加金屬塞，然后利用氣焊封閉。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的高溫超導(dǎo)導(dǎo)線的制備方法，其特征在于所述的金屬塞的材料為Al、Cu、Fe、Ni元素或者由以上兩種或三種元素組成的合金材料。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高溫超導(dǎo)導(dǎo)線的制備方法，其特征在于拔制過程中每道次的面縮率為10％-45％，退火溫度為200℃-600℃，退火速度為0.3m/min-30m/min，且兩次退火間的總面縮率為25％-95％。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高溫超導(dǎo)導(dǎo)線的制備方法，其特征在于拔制過程中當(dāng)導(dǎo)線的直徑在1-6mm時，將導(dǎo)線外表面的銅層去除。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種高溫超導(dǎo)導(dǎo)線的制備方法，其特征在于在拔制高溫超導(dǎo)導(dǎo)線前包含以下工序先將導(dǎo)線裝入到金屬套管中，然后把金屬套管封閉，利用該方法能有效地提高Bi系超導(dǎo)導(dǎo)線的生產(chǎn)效率和成品率。
文檔編號H01B12/00GK101051540SQ20061007270
公開日2007年10月10日 申請日期2006年4月7日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月7日
發(fā)明者韓冰 申請人:北京英納超導(dǎo)技術(shù)有限公司