何龙军杨芳†王庆阳雷黎冯建情李成山

1.西安理工大学材料科学与工程学院,西安 710048;

2.西北有色金属研究院,西安 710016

1 引 言

MgB2超导体发现距今已有二十余年[1],其临界转变温度T c值为39 K,接近BCS理论预言的麦克米兰极限值40 K,属于典型的BCS超导体.MgB2相干长度为6～7纳米,具有简单的六方晶体结构,同一硼层内硼与硼原子间的距离小于相邻硼层间硼与硼原子间的距离,具有各向异性;和氧化类高温超导体相比,其晶界不存在弱连接,和低温超导体(Nb Ti和Nb3Sn)相比原料来源丰富,制造成本低廉,且MgB2有望在20 K左右温度下使用,此温度区间液氢或制冷机就可以实现制冷.IMD-MgB2线材和PIT-MgB2线材相比具有高载流性能,这已经被大量献报道,为了产业化实际应用,IMD-MgB2长线材的开发是必要的.在此我们回顾IMD-MgB2线材的研发历程,做一个较为系统的归纳,为下一步IMD-MgB2线材的批量化生产应用奠定基础.目前国际上制备MgB2线材以PIT工艺为主,将前驱粉装于某种管内,外加包套材料复合而成,经冷加工成线,图1上半部分为PIT工艺示意图,下半部分为IMD工艺示意图,在PIT与IMD工艺中,按前驱粉装填可分为先位法(ex-situ)与原位法(in-situ),先位法即前驱粉直接使用事先独立制备好的MgB2粉,原位法前驱粉为Mg:B原子摩尔比按一定比例的混合粉[2],原位法较先位法而言,其制备的线材具有较高载流性能,因为原位法制备的线材晶间连通性好,冷加工过程中晶粒不易断裂,故而无论IMD还是PIT工艺在同等条件下采用原位法制备的MgB2线材具有较高的……