專利名稱：：MgB₂超導(dǎo)線材的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及超導(dǎo)線材的制造方法，尤其涉及一種通過改善基于現(xiàn)有CTFF法的超導(dǎo)線材制造方法，為確保高臨界電流密度及磁場特性而對長線化的MgB2超導(dǎo)芯線材未另外進(jìn)行塑性加工的情況下，可連續(xù)且低廉地獲得穩(wěn)定化材料的方法，而且涉及一種在制造MgB2超導(dǎo)單芯線材及多芯線材時(shí)，能夠連續(xù)且低廉地實(shí)現(xiàn)用于使臨界電流密度變得均勻的塑性加工及熱處理的最少化、尤其在制造多芯線材時(shí)的超導(dǎo)芯線材的高密度化的MgB2超導(dǎo)線材制造方法。
背景技術(shù)：
：超導(dǎo)現(xiàn)象是指，在不存在能量損耗與引起發(fā)熱的電阻的方式使高電流通過的現(xiàn)象，因此通過超導(dǎo)現(xiàn)象，不僅可以制作出沒有能量損耗的電力裝置，還可以制作出利用較小的體積可運(yùn)用更大電力的電氣設(shè)備，從而為電氣、電子、機(jī)械、核電、醫(yī)療及造船領(lǐng)域可帶來革命性的變化。超導(dǎo)線材可以根據(jù)臨界溫度與材料種類來區(qū)分，一般可區(qū)分為金屬類低溫超導(dǎo)體與氧化物類高溫超導(dǎo)體。金屬類低溫超導(dǎo)線材包括合金類與化合物類，其中，合金類的Nb-Ti超導(dǎo)體已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化，在MRI(磁共振成像)及NMR(核磁共振波譜儀)等醫(yī)療儀器上用作超導(dǎo)線圈。由于典型的化合物類超導(dǎo)體Nb3Sn的臨界磁場高于Nb-Ti，因此主要適用于可以產(chǎn)生高磁場的高磁場用超導(dǎo)磁鐵或核融合用線圈等上。然而，這些超導(dǎo)體的臨界溫度均為20K以下，因此為了驅(qū)動由金屬類超導(dǎo)線材制作的裝置，大部分利用液態(tài)氦來進(jìn)行冷卻，而一部分會利用10K以下的極低溫冷凍機(jī)。隨著臨界溫度高于液氮溫度(77K)的鉍類、釔類、鉈類等的氧化物類超導(dǎo)體的發(fā)現(xiàn)，在全世界范圍內(nèi)興起了對于氧化物類超導(dǎo)體的線材研究和應(yīng)用它的超導(dǎo)裝置的開發(fā)熱潮。其中，鉍類的Bi2Sr2Ca2CU30X是在氧化物類超導(dǎo)體的線材研究中最為活躍的物質(zhì)。然而，鉍類線材由于結(jié)晶結(jié)構(gòu)問題，在液氮溫度(77K)與自身磁場下難以將線材的臨界電流密度提升到10萬A/cm2以上，而且具有工作溫度越高則臨界電流密度相對外部磁場越大幅度降低的特性。近來發(fā)現(xiàn)，稱為MgB2的金屬間化合物在39K(約-234'C)溫度附近其電阻消失而呈現(xiàn)出超導(dǎo)特性，尤其是還確認(rèn)到，不存在磁性異向性，而且只通過粉末自身就能發(fā)揮出超導(dǎo)性。而且，尤其是在高溫高壓環(huán)境下的其特性更加優(yōu)異。為了達(dá)到實(shí)用化的目的，超導(dǎo)裝置需要同時(shí)符合性能要求與經(jīng)濟(jì)效益，而超導(dǎo)裝置的性能要求中最重要的要素就是臨界電流密度。這是因?yàn)?，臨界溫度與臨界磁場屬于超導(dǎo)物質(zhì)的固有特性值，其值是不會有較大變動的，而臨界電流密度則會根據(jù)不同的制造方法而有較大差異。一般來說，超導(dǎo)線材的臨界電流密度值會隨著制造方法而出現(xiàn)劇烈變動。超導(dǎo)線材包括具有超導(dǎo)特性的超導(dǎo)體粉末、可以收容這些粉末的包覆材料、不受內(nèi)部及外部危險(xiǎn)的影響而穩(wěn)定供電的穩(wěn)定化材料及加強(qiáng)材料。包覆材料應(yīng)該使用機(jī)械特性良好的金屬或其合金，該金屬或其合金與超導(dǎo)體粉末不發(fā)生反應(yīng)，而且可以輕易地進(jìn)行滾軋及拉線等加工，還能承受由于超導(dǎo)體粉末的硬度高而在拉線與滾軋作業(yè)時(shí)所受到的高壓。若所選擇的包覆材料為高電阻材料，則有時(shí)某些內(nèi)部及外部原因會導(dǎo)致溫度的上升而使超導(dǎo)狀態(tài)破壞。如果為了防止上述現(xiàn)象而包覆材料表面使用低電阻、高導(dǎo)電率且高導(dǎo)熱度的金屬(穩(wěn)定化材料)，則會具有如下功能在內(nèi)外因素導(dǎo)致超導(dǎo)體的不穩(wěn)定而無法繼續(xù)流通更大電流時(shí)，使臨界電流以上的電流流通，并將超導(dǎo)體的熱量傳遞給周圍的冷媒而降低超導(dǎo)體溫度，從而使超導(dǎo)線材恢復(fù)到原來的超導(dǎo)狀態(tài)，進(jìn)而能夠使電流在不存在電阻的情形下流通o根據(jù)超導(dǎo)線材的使用目的及用途，可以使用一股由包覆材料與穩(wěn)定化材料構(gòu)成的超導(dǎo)芯線(單芯線材)來制成產(chǎn)品，或者將多股這些超導(dǎo)芯線絞成單根線材(多芯線材)而制成產(chǎn)品，而且，為了在使用時(shí)保護(hù)超導(dǎo)芯線免受某些外部危險(xiǎn)，且為了有備于拉線及滾軋作業(yè)，使用加強(qiáng)材料來包覆，該拉線及滾軋作業(yè)用于將其加工成特定線徑與形狀。為了達(dá)到上述目的，加強(qiáng)材料應(yīng)該使用在低溫(39K附近)環(huán)境下維持穩(wěn)定性并可以承受拉線與滾軋作業(yè)時(shí)所受到的壓力的高的機(jī)械特性的金屬或其合金。以超導(dǎo)體粉末作為原料來制造超導(dǎo)芯線材的方法有PIT(Powder-In-Tube:粉末套管法)與CTFF(ContinuousTubeFormingandFilling:連續(xù)裝管成形法)。PIT(Powder-In-Tube)法是指，將芯線材原料粉末填充到作為包覆材料(包括穩(wěn)定化材料功能)的金屬(主要為銅、銀及其合金)管內(nèi)部而生成管坯(billet)，并對該管坯反復(fù)進(jìn)行擠鍛壓(Swaging)、拉線、拉絲及滾軋等塑性加工過程、以及為了減緩上述塑性加工中出現(xiàn)的加工固化而進(jìn)行的熱處理過程，從而制成超導(dǎo)芯線材的方法。利用通過上述方法制成的芯線材來制造超導(dǎo)單芯線材，或者，通過具有適當(dāng)直徑與六角形的模具，將上述單芯線材制成截面為六角形的線材，然后將六角形線材捆束層疊在具有更大直徑的管內(nèi)而制成多芯線材。通過上述方法來制造時(shí)，由于反復(fù)進(jìn)行多次的擠鍛壓、拉線、拉絲、滾軋及熱處理工序，因此工序控制的變得不穩(wěn)定，特別是，在包覆材料采用導(dǎo)電性良好的銅、銀及其合金的情況下，由于這些金屬的高延展性以及MgB2超導(dǎo)體粉末的高硬度，在塑性加工時(shí)無法對內(nèi)部的MgB2粉末均勻地施加壓力，從而使制成的線材具有不均勻的臨界電流密度，而且價(jià)格高昂的銀及其合金也會帶來經(jīng)濟(jì)效益低的問題。另一方面，為了解決上述問題而提出了如下方法，即，將屈服強(qiáng)度為300MPa以上的金屬用作包覆材料，并為了發(fā)揮穩(wěn)定化材料的功能而采用具有低電阻與高導(dǎo)熱性的銅等金屬加以電鍍的方法，然而，其基本制造方法相同，并且，由于有限的管長、以及因反復(fù)進(jìn)行的塑性加工及熱處理工序而變得工序過多，因此生產(chǎn)效率低、且不適于進(jìn)行工業(yè)化所需的長線化作業(yè)。CTFF(ContinuousTubeFormingandFilling)法是指，首先供應(yīng)主要由鐵、鈮及其合金等物質(zhì)制成的帶狀的包覆材料，并將其成形為具有一定形狀并適合容納超導(dǎo)體原料粉末的帶后，填充如MgB2的超導(dǎo)體原料粉末，并將已成形的帶成形為管之后進(jìn)行滾軋與拉絲作業(yè)再加以熱處理，從而制成超導(dǎo)芯線材的方法。然后，利用穩(wěn)定化材料制管，并在其中插入一股通過上述方法制成的超導(dǎo)芯線材、或者插入絞合多股通過上述方法制成的超導(dǎo)芯線材并成形為管，然后向加強(qiáng)材料中插入由上述穩(wěn)定化材料包覆的超導(dǎo)芯線材并成形為管，由此制成超導(dǎo)單芯線材或多芯線材。然而，如上所述，在使用基于現(xiàn)有CTFF法的超導(dǎo)芯線材來制造超導(dǎo)線材時(shí)，在臨界值以上的熱量與電流環(huán)境下可確保超導(dǎo)性的穩(wěn)定化材料是必不可少的，為此另外還需要增加一道將穩(wěn)定化材料制成管或管材后插入超導(dǎo)芯線材的工序。然而，在使用管材時(shí)，因?yàn)闊o法采取連續(xù)的工序而效率低，而在利用管材成形時(shí)，另外還需要具備類似于制造超導(dǎo)芯線材時(shí)所需要的設(shè)備與工序，因此，由于經(jīng)過了所增加的塑性加工與熱處理工序，故會發(fā)生臨界電流特性降低，而且在制造效率及成本等方面具有缺點(diǎn)。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明是為了解決上述問題而提出的，其第一個(gè)目的在于，提供一種為了確保高臨界電流及磁場特性，在對長線化的MgB2超導(dǎo)芯線材未另外進(jìn)行塑性加工的情況下，通過連續(xù)且低廉的方法能夠獲得穩(wěn)定化材料的方法。本發(fā)明的第二個(gè)目的在于，提供一種在制造單芯及多芯線材形態(tài)的MgB2超導(dǎo)線材時(shí)，能夠連續(xù)且低廉地實(shí)現(xiàn)用于使臨界電流密度變得均勻的塑性加工及熱處理的最少化、尤其是在制造多芯線材時(shí)的超導(dǎo)芯線材的高密度化。上述本發(fā)明的目的，通過MgB2超導(dǎo)芯線材的制造方法實(shí)現(xiàn)，該MgB2超導(dǎo)芯線材的制造方法包括下列步驟連續(xù)供應(yīng)作為帶狀金屬板材的包覆材料的步驟；將包覆材料成形為可收容MgB2超導(dǎo)體粉末的U字形狀的步驟；將MgB2超導(dǎo)體粉末填充到已成形為U字形的包覆材料內(nèi)部的步驟；將被填充的包覆材料成形為管材的步驟；對已成形為管材的接縫部進(jìn)行焊接的步驟；對已焊接的管材進(jìn)行滾軋或拉線的步驟；用于對已滾軋或拉線的管材內(nèi)部的超導(dǎo)體粉末進(jìn)行燒結(jié)或減緩加工固化程度的熱處理的步驟；以及為了獲得穩(wěn)定化材料而洗滌線材的加工表面之后電鍍導(dǎo)電體的步驟。本發(fā)明的目的，還通過MgB2超導(dǎo)線材的制造方法實(shí)現(xiàn)，該MgB2超導(dǎo)線材的制造方法是利用基于上述芯線材制造方法制成的MgB2超導(dǎo)芯線材而制造單芯及多芯線材形態(tài)的超導(dǎo)線材的制造方法，且包括下列步驟連續(xù)供應(yīng)作為帶狀金屬板材的加強(qiáng)材料的步驟；將加強(qiáng)材料加工成可插入MgB2超導(dǎo)芯線材的U字形狀的步驟；將一股或多股MgB2超導(dǎo)芯線材插入到已成形為U字形的加強(qiáng)材料內(nèi)部的步驟；將插入有一股或多股單芯線材的加強(qiáng)材料成形為管材的步驟；對已成形為管材的接縫部進(jìn)行焊接的步驟；對己焊接的管材進(jìn)行滾軋或拉線的步驟；以及熱處理步驟。如上所述，本發(fā)明具有下列效果第一、連續(xù)供應(yīng)作為包覆材料的帶狀金屬而制成管材，從而能夠均勻地提高M(jìn)gB2超導(dǎo)體粉末的填充率，進(jìn)而提升臨界電流密度，而且使用高強(qiáng)度金屬作為包覆材料，從而在塑性加工時(shí)可對MgB2超導(dǎo)體粉末均勻地施加高負(fù)荷，從而能夠使組織變得均勻且致密，因此能夠提高臨界電流密度。第二、與現(xiàn)有方法不同，由于在填充MgB2超導(dǎo)體粉末并制成0字形管材之后，對接縫部進(jìn)行焊接，因此能夠電鍍穩(wěn)定化材料，從而在省略另外通過成形管或管材而進(jìn)行的超導(dǎo)芯線材插入工序的情況下，能夠獲得穩(wěn)定化材料，該穩(wěn)定化材料具有對因外部因素而產(chǎn)生在超導(dǎo)線上的電阻熱進(jìn)行快速散熱、或者排除額外電流的功能。第三、由于在MgB2超導(dǎo)單芯線材或多芯線材的制造過程中縮減了工序，因此能夠連續(xù)且低廉地制造具有優(yōu)異且均勻的性能且能夠?qū)崿F(xiàn)長線化的超導(dǎo)線材，尤其是在制造多芯線材時(shí)，能夠連續(xù)且低廉地實(shí)現(xiàn)超導(dǎo)芯線材的高密度化，因此能夠提前實(shí)現(xiàn)MgB2超導(dǎo)線材的工業(yè)化。圖1是示出了本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的MgB2超導(dǎo)芯線材制造工序及各工序的截面形狀的工序圖。圖2是示出了本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的單芯線材及多芯線材形態(tài)的MgB2超導(dǎo)線材制造工序及各工序的截面形狀的工序圖。其中，附圖標(biāo)記說明如下1巻線軸2第一次制管輥輪3MgB2超導(dǎo)體粉末供應(yīng)裝置4第二次制管輥輪5焊接機(jī)6盒式輥拉模(CRD:CassetteRollerDies)7拉模(DrawingDie)(聚晶金剛石拉模(PolycrystallineDiamondDie)或超硬模具)8拉絲機(jī)鼓(Drum)9脫脂、水洗及電鍍槽10被巻繞到巻線軸上的芯線材11包覆材料18加強(qiáng)材料具體實(shí)施例方式下面，結(jié)合附圖對本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)的說明。圖1是按照各階段示出了本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的MgB2超導(dǎo)芯線材制造方法的工序圖以及各工序的截面形狀的圖。如圖1所示，首先，使得用作包覆材料11的帶狀金屬板材處于巻繞在巻線軸1上的狀態(tài)，以使能夠連續(xù)供應(yīng)用作包覆材料11的帶狀金屬板材。根據(jù)超導(dǎo)線材的工作環(huán)境與加工性等條件，作為包覆材料11的金屬材料可以在Fe、Ni、Ti、Cu及其合金中選擇，這些金屬材料的屈服強(qiáng)度為200MPa以上，而且具有在低溫及高溫的外部環(huán)境下能夠保護(hù)超導(dǎo)物質(zhì)不受自重與外力的影響的強(qiáng)度與沖擊韌性值。還有，為了確保制造的連續(xù)性，可以對各巻線軸之間進(jìn)行焊接處理。在使用第一次制管輥輪2來使己備好的上述包覆材料11成形(12)為U字形狀之后，從MgB2超導(dǎo)體粉末供應(yīng)裝置3供給粉末而填充(13)到上述U字形管內(nèi)部，然后使用第二次制管輥輪4將其成形(14)為O字形管材。此時(shí)，上述已成形的Q字形管上生成了具有微小縫隙的接縫部，因此，使用基于電阻熱源、高頻感應(yīng)熱源、各種火焰、電弧熱源及高密度能量熱源(等離子體、激光束及電子束等)等熱源的焊接機(jī)5，對這種接縫部進(jìn)行焊接處理而使已成形的管密封(15)。通過這種接縫部焊接工序，在MgB2超導(dǎo)體粉末不變質(zhì)的情形下，以后還能夠有效地將作為導(dǎo)電物質(zhì)的穩(wěn)定化材料加以電鍍。然后，連續(xù)地通過利用所排列的CRD(CassetteRollerDies:盒式輥拉模)6的冷滾軋、或利用拉模(PolycrystallineDiamondDies:聚晶金剛石拉?；虺材＞?7的拉絲工序，縮小上述管材的截面。通過這種一系列過程，使MgB2超導(dǎo)體粉末在線材的整個(gè)面上受到同一壓力，因此能夠使組織變得均勻致密，從而能夠使電流流通順暢。然后，為了使上述MgB2超導(dǎo)體粉末的組織更加致密并減緩上述包覆材料的加工固化度，有時(shí)在惰性氣體的氬氣環(huán)境中以800900'C的溫度進(jìn)行1小時(shí)到3小時(shí)的熱處理。在如此將MgB2超導(dǎo)體粉末填充在包覆材料的管中并拉絲加工后的芯線材上，電鍍穩(wěn)定化材料而制成MgB2超導(dǎo)芯線材。下面，詳細(xì)說明穩(wěn)定化材料電鍍工序。在超導(dǎo)線材制造工序中，穩(wěn)定化材料將流通高電流時(shí)所產(chǎn)生的熱量加以散熱，并將超過容量的電流排除到外部，從而發(fā)揮著一種安全裝置的功能，而且，現(xiàn)有的制造方法采用如下方式，即，在另外接受銅或鋁成分的穩(wěn)定化材料金屬板材而制成U字形管之后，插入所制成的芯線材，然后一邊進(jìn)行O字形管制成工序，一邊為了提高生產(chǎn)效率而連續(xù)投入到利用加強(qiáng)材料的最終線材制造工序。但是，若采用現(xiàn)有方法，則在作為穩(wěn)定化材料的金屬板材的規(guī)格改變時(shí)，需要進(jìn)行復(fù)雜的作業(yè)工序變更，而且其為與最終線材制造工序并行的工序，因此在工序控制上存在難度。為了改善上述現(xiàn)有工序上的問題，本發(fā)明通過以下方式簡化了工序在包覆材料管中填充MgB2超導(dǎo)體粉末并拉線加工的芯線材上，電鍍穩(wěn)定化材料，并通過串聯(lián)(IN-LINE)工序來使之不必另外經(jīng)過穩(wěn)定化材料制管及插入工序，而且省略了并行工序。也就是說，使拉絲加工后的芯線材經(jīng)過溶解有具有穩(wěn)定化材料功能的導(dǎo)電物質(zhì)離子的脫脂、水洗及電鍍槽9，從而在表面上確保由穩(wěn)定化材料構(gòu)成的電鍍層17，由此結(jié)束MgB2超導(dǎo)芯線材的制造過程?？梢栽贑u、Al、Ag及其合金中選擇其中之一而作為在此所使用的導(dǎo)電物質(zhì)。另一方面，為了有效地電鍍穩(wěn)定化材料，導(dǎo)入了在制成上述包覆材料O字形管之后焊接其接縫部的工序，這是為了防止電鍍液從接縫部流入而導(dǎo)致超導(dǎo)體粉末變質(zhì)或污染。為了將這樣制成的超導(dǎo)芯線材連續(xù)使用于接下來的超導(dǎo)線材制造工序中，使MgB2超導(dǎo)芯線材處于巻繞在巻線軸上的狀態(tài)。然后，為了降低穩(wěn)定化材料的電阻率值，也可以在低于MgB2分解溫度的低溫下進(jìn)行熱處理。圖2是按照各階段示出了本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的單芯線材及多芯線材形態(tài)的MgB2超導(dǎo)線材制造方法的工序圖以及各工序的截面形狀的圖。如圖2所示，首先，使作為加強(qiáng)材料18的帶狀金屬板材處于巻繞在巻線軸1上的狀態(tài)，使得能夠連續(xù)供應(yīng)作為加強(qiáng)材料18的帶狀金屬板材。此時(shí)，與上述包覆材料ll同樣，作為加強(qiáng)材料18的金屬材料可以在Fe、Ni、Ti、Cu及其合金中選擇。而且，為了維持制造過程的連續(xù)性，也可以對各巻線軸之間進(jìn)行焊接處理。使用第一次制管輥輪2將已備好的上述加強(qiáng)材料18成形(19)為U字形狀，然后，連續(xù)地插入(20)—股上述已備好的巻繞在巻線軸上的MgB2超導(dǎo)芯線材10，或者將多股芯線材絞成單根而插入(24)，然后使用第二次制管輥輪4將其成形(分別為(21)、(25))為O字形的管材。此時(shí)，使用基于與上述芯線材的情形同樣的熱源的焊接機(jī)5，對上述已成形的O字形管材進(jìn)行焊接處理，從而密封(分別為(22)、(26))上述已成形管，由此通過這種工序來防止雜質(zhì)從外部進(jìn)入到超導(dǎo)線材的內(nèi)部。然后，連續(xù)地通過使用所排列的CRD6的冷滾軋、或者利用拉模7的拉線工序，縮小上述管材的截面。通過這種一系列過程，使MgB2超導(dǎo)體粉末、包覆材料、穩(wěn)定化材料電鍍層及加強(qiáng)材料之間的間隔、以及各單芯線材之間的空間變得更加致密，從而制成具有均勻的特性與高臨界電流密度的最終的MgB2超導(dǎo)單芯線材23及多芯線材27。然后，為了使上述MgB2超導(dǎo)體粉末的組織更加致密并緩和包覆材料的加工固化程度，也可以進(jìn)行熱處理。如上所述，本發(fā)明具有下列效果第一、連續(xù)供應(yīng)作為包覆材料的帶狀金屬而制成管材，從而能夠均勻地提高M(jìn)gB2超導(dǎo)體粉末的充填率，進(jìn)而能夠提升臨界電流密度，而且使用高強(qiáng)度金屬作為包覆材料，從而在塑性加工時(shí)可對MgB2超導(dǎo)體粉末均勻地施加高負(fù)荷，從而能夠使組織變得均勻且致密，因此能夠提高臨界電流密度。第二、與現(xiàn)有方法不同，由于在充填MgB2超導(dǎo)體粉末并制成0字形管材之后，對接縫部進(jìn)行焊接，因此能夠電鍍穩(wěn)定化材料，從而在省略另外通過成形管或管材而進(jìn)行的超導(dǎo)芯線材插入工序的情況下，能夠獲得穩(wěn)定化材料，該穩(wěn)定化材料具有對外部因素而產(chǎn)生在超導(dǎo)線上的電阻熱進(jìn)行快速散熱、或者排除額外電流的功能。第三、由于在MgB2超導(dǎo)單芯線材或多芯線材的制造過程中縮減了工序，因此能夠連續(xù)且低廉地制造具有優(yōu)異且均勻的性能且能夠?qū)崿F(xiàn)長線化的超導(dǎo)線材，尤其是在制造多芯線材時(shí)，能夠連續(xù)且低廉地實(shí)現(xiàn)超導(dǎo)芯線材的高密度化，因此能夠提前實(shí)現(xiàn)MgB2超導(dǎo)線材的工業(yè)化。以不銹鋼(STS)304L鋼材作為包覆材料，并且在使用第一次制管輥輪來以連續(xù)供應(yīng)包覆材料的方式將上述包覆材料成形為U字形管之后，填充MgB2超導(dǎo)體粉末，并使用第二次制管輥輪來將其制成為O字形管，而且對接縫部進(jìn)行了鎢極氣體保護(hù)電弧焊(GTAW)處理。然后，利用CRD來進(jìn)行滾軋?zhí)幚矶菇孛婵s小，而且，為了減緩加工固化而實(shí)施了熱處理。此時(shí)，由于STS304L的加工固化特性，故若未進(jìn)行熱處理則無法進(jìn)行產(chǎn)品化，因此排除了未進(jìn)行熱處理時(shí)的實(shí)施例。然后，使之通過溶解有銅離子的電鍍槽而在表面上形成銅電鍍層，并使MgB2超導(dǎo)芯線材處于巻繞在巻線軸上的狀態(tài)。接著，為了制造單芯線材，將Ni-Cu合金Monel400選為加強(qiáng)材料，并連續(xù)供應(yīng)該加強(qiáng)材料而成形為U字形管，再插入通過上述方法制成的MgB2超導(dǎo)芯線材而制成O字形管，并對接縫部進(jìn)行鎢極氣體保護(hù)電弧焊。然后利用CRD進(jìn)行滾軋及拉絲作業(yè)。在惰性氣體的氬氣環(huán)境中，以90(TC的溫度分別進(jìn)行1小時(shí)、2小時(shí)及3小時(shí)的熱處理而制成MgB2超導(dǎo)單芯線材。通過四端子法測定了MgB2超導(dǎo)單芯線材的臨界電流密度(Jc)，該測定結(jié)果如表1所示。表l<table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table>如表1所示，按照本發(fā)明的制造方法所制成的MgB2超導(dǎo)單芯線材的超導(dǎo)體粉末的填充率非常均勻，電流臨界密度在20K的條件下也超過了50000A,尤其是進(jìn)行2小時(shí)的熱處理之后，都達(dá)到了83000A的高電流臨界密度。權(quán)利要求1.一種MgB2超導(dǎo)芯線材的制造方法，其特征為包括連續(xù)供應(yīng)作為帶狀金屬板材的包覆材料的步驟；將上述包覆材料成形為U字管形狀的步驟；將MgB2超導(dǎo)體粉末填充到上述U字管形狀的包覆材料內(nèi)部的步驟；在將填充有上述超導(dǎo)體粉末的包覆材料成形為○字形管材之后，對上述○字形管材的接縫部進(jìn)行焊接的步驟；對已焊接的上述○字形管材進(jìn)行滾軋或拉線的步驟；以及在上述○字形管材的表面電鍍導(dǎo)電物質(zhì)以具有穩(wěn)定化材料功能的步驟。2.如權(quán)利要求l所述的MgB2超導(dǎo)芯線材的制造方法，其特征為，在對己悍接的上述O字形管材進(jìn)行滾軋或拉線的步驟之后，還包括用于對上述O字形管材內(nèi)部的超導(dǎo)體粉末進(jìn)行燒結(jié)或減緩加工固化程度的熱處理步驟。3.如權(quán)利要求l所述的MgB2超導(dǎo)芯線材的制造方法，其特征為，帶狀金屬板材的金屬材料是在Fe、Ni、Ti、Cu及其合金中的其中之一。4.如權(quán)利要求l所述的MgB2超導(dǎo)芯線材的制造方法，其特征為，在對已焊接的上述O字形管材進(jìn)行滾軋?zhí)幚頃r(shí)，使用盒式輥拉模，而在進(jìn)行拉絲處理時(shí)，使用拉模。5.如權(quán)利要求l所述的MgB2超導(dǎo)芯線材的制造方法，其特征為，上述導(dǎo)電物質(zhì)是在Cu、Al、Ag及其合金中的其中之一，而且，在上述電鍍導(dǎo)電物質(zhì)的步驟中，使已焊接的上述O字形管材通過含有導(dǎo)電物質(zhì)的電鍍槽。6.—種MgB2超導(dǎo)線材的制造方法，其特征為包括連續(xù)供應(yīng)作為帶狀金屬板材的加強(qiáng)材料的步驟；將上述加強(qiáng)材料成形為U字管形狀的步驟；將通過如權(quán)利要求1所述方法制成的一股MgB2超導(dǎo)芯線材插入到上述U字管形狀的加強(qiáng)材料內(nèi)部的步驟；在將插入有上述芯線材的加強(qiáng)材料成形為O字形管材之后，對上述O字形管材的接縫部進(jìn)行焊接的步驟；以及對已焊接的上述O字形管材進(jìn)行滾軋或拉線的步驟。7.如權(quán)利要求6所述的MgB2超導(dǎo)線材的制造方法，其特征為，在將通過如權(quán)利要求1所述方法制成的一股MgB2超導(dǎo)芯線材插入到上述U字管形狀的加強(qiáng)材料內(nèi)部的步驟中，將多股上述MgB2超導(dǎo)芯線材絞成單根之后插入到上述U字管形狀的加強(qiáng)材料內(nèi)部。8.如權(quán)利要求6或7所述的MgB2超導(dǎo)線材的制造方法，其特征為，在對已焊接的上述O字形管材進(jìn)行滾軋或拉線的步驟之后，還包括用于對上述o字形管材內(nèi)部的超導(dǎo)體粉末進(jìn)行燒結(jié)或減緩加工固化程度的熱處理步驟。9.如權(quán)利要求6或7所述的MgB2超導(dǎo)線材的制造方法，其特征為，帶狀金屬板材的金屬材料是在Fe、Ni、Ti、Cu及其合金中的其中之一。10.如權(quán)利要求6或7所述的MgB2超導(dǎo)線材的制造方法，其特征為，在對已焊接的上述O字形管材進(jìn)行滾軋?zhí)幚頃r(shí)，使用盒式輥拉模，而在進(jìn)行拉絲處理時(shí)，使用拉模。全文摘要本發(fā)明涉及超導(dǎo)線材的制造方法，尤其涉及一種通過改善基于現(xiàn)有CTFF法的超導(dǎo)芯線材制造方法，為確保高臨界電流及磁場特性而對長線化的MgB₂超導(dǎo)芯線材未另外進(jìn)行塑性加工的情況下，可連續(xù)且低廉地獲得穩(wěn)定化材料的方法，而且涉及一種在制造MgB₂超導(dǎo)單芯線材及多芯線材時(shí)，能連續(xù)且低廉地實(shí)現(xiàn)用于使臨界電流密度變得均勻的塑性加工及熱處理的最少化、尤其在制造多芯線材時(shí)的超導(dǎo)芯線材的高密度化的MgB₂超導(dǎo)線材制造方法。根據(jù)本發(fā)明，通過焊接接縫部，使得超導(dǎo)體粉末不變質(zhì)且可電鍍導(dǎo)電體，故可省略將穩(wěn)定化材料插入到管材內(nèi)部的工序或管材成形工序，從而連續(xù)且低廉地制造可長線化的超導(dǎo)線材，故可提前實(shí)現(xiàn)MgB₂超導(dǎo)線材工業(yè)化。文檔編號H01B13/00GK101339829SQ200710199879公開日2009年1月7日申請日期2007年12月14日優(yōu)先權(quán)日2007年7月6日發(fā)明者李鵭尚,鄭遇賢申請人:基斯韋爾株式會社