挤压工艺制备MgB2超导线材及其性能研究

采用粉末装管法(PIT)已经可以制备出千米量级MgB2超导长线,但依然没有完全满足应用需求,如何继续提高线材的单根长度仍然是MgB2超导材料研究领域的一个重要方向.在传统的原位PIT法制备MgB2超导线材的过程中,引入挤压工艺对其进行加工处理.分别用Cu和Cu-Nb作为中心增强材料,组装两个37芯MgB2包套,通过挤压、拉拔工艺对其进行加工处理.采用金相显微镜(OM)和扫描电子显微镜(SEM)对线材截面和断口的微观形貌进行分析,采用1μV·cm-的电压判据和标准四引线法测量样品在4.2K下的Ic-B曲线,得出样品在该温度下的Jc-B曲线,Ic为临界电流,B为磁场强度,Jc为临界电流密度.结果发现挤压过程所有组元变形基本同步,挤压工艺有效地增加了芯丝致密度.制备的直径3.0 mm Cu芯线材在4T,4.2K下Jc达到2.48 ×104 A·cm-2;Cu-Nb芯线材在4T,4.2K下Jc达到1.59×104A·cm-2.采用挤压工艺加工MgB2复合包套的途径是可行的,但挤压过程中复合体一次变形量超过90％,目前采用的导体结构需要进一步优化,将有助于提高所制备线材的长度和性能.